非中心 $A+A$ 碰撞中的全局夸克极化

在非中心重离子碰撞的早期阶段产生的部分子，由于参与碰撞的靶核与入射核的局部数密度不均，可能会产生纵向流体剪切。在这种流体剪切下，具有非零碰撞参数的局部部分子对会沿反应平面法线方向产生有限的局部相对轨道角动量。这种局部相互作用夸克对之间的有限相对轨道角动量，通过自旋 - 轨道耦合，可导致沿同一方向的全局夸克极化。我们在 Landau 火球模型和 Bjorken 标度模型中估算了初始部分子产生的局部纵向流体剪切。在夸克 - 胶子等离子体中，我们超越了小角散射近似，计算了通过交换热胶子进行夸克 - 夸克散射所产生的夸克极化。研究表明，由电相互作用与磁相互作用的竞争所决定，极化对局部相对轨道角动量呈现非单调依赖关系。其在相对轨道角动量的某一特定值处达到峰值，该值与交换胶子的磁质量成比例。利用估算的 RHIC 能量下半外围 $Au+Au$ 碰撞中较小的纵向流体剪切，发现在弱耦合极限下最终夸克极化较小，$|P_q|<0.04$。文中还讨论了强耦合极限下夸克极化的可能行为，以及在 RHIC 和 LHC 实验上探测此类全局夸克极化的意义。