相对论重离子碰撞中可达到的动力学平衡与重子密度

在三相流体动力学模型内，考察了碰撞 Au+Au 核中心区域在 $\sqrt{s_{NN}}=$ 3.3--39 GeV 能量范围内的物质动力学平衡及所达重子密度。发现动力学平衡在较高碰撞能量下更快：平衡时间（在碰撞核质心系中）从 $\sqrt{s_{NN}}=$ 3.3 GeV 时的约 5 fm/c 上升至 39 GeV 时的约 1 fm/c。化学平衡及由此的热化则需更久。我们认为，中心区域净重子与能量密度的上述时间演化是中快度体观测量正确再现的必要前提。我们建议，为对不同模型预测作信息性比较，计算不变 4-体积（$V_4$）是有用的，其中平衡物质的固有密度超过某定值。该 4-体积的优势在于不依赖于不同研究中 3-体积的具体选择，并考虑了高密度区的寿命，而这也重要。选取 4-体积 $V_4=$ 100 fm$^4$/c 来比较不同能量下可达重子密度。发现最高固有重子密度随碰撞能量上升而增加，从 3.3 GeV 时的 $n_B/n_0\approx$ 4 到 39 GeV 时的 $n_B/n_0\approx$ 30。这些最高密度在碰撞系统中心区域达成。