重离子碰撞中原子核的形状

在重离子碰撞的流体力学模型描述中，末态各向异性流 $v_n$ 与横向平面内核子分布的多极形状强度 $\varepsilon_n$ 线性相关，$v_n\propto \varepsilon_n$。对于 $n=1,2,3,4$，$\varepsilon_n$ 对碰撞离子的形状敏感，该形状由四极 $\beta_2$、八极 $\beta_3$ 和十六极 $\beta_4$ 形变刻画。这种敏感性在解析上以及在一个蒙特卡洛 Glauber 模型中得到了研究。人们观察到在固定中心度事件中有一个稳健的线性关系 $\langle\varepsilon_n^2\rangle = a_n'+b_n'\beta_n^2$。$\langle\varepsilon_1^2\rangle$ 有来自 $\beta_3$ 和 $\beta_4$ 的贡献，$\langle\varepsilon_3^2\rangle$ 有来自 $\beta_4$ 的贡献。在超中心碰撞中，$\beta_2$ 与 $\varepsilon_3$ 之间以及 $\beta_3$ 与 $\varepsilon_2$ 之间几乎没有交叉贡献，但在非中心碰撞中存在明显的交叉贡献。此外，$\langle\varepsilon_n^2\rangle$ 对非轴对称形状参数（如三轴性）不敏感。这是个好消息，因为 $v_2$、$v_3$ 和 $v_4$ 的测量可用于同时约束 $\beta_2$、$\beta_3$ 和 $\beta_4$ 的值。最好通过比较两个质量数相近因而 $a_n'$ 几乎相同的碰撞离子，得到关联两种核的 $\beta_n$ 的简单方程。这开启了在比重离子核结构物理（$<10^{-21}$s）探测短得多的时标（$<10^{-24}$s）上描绘原子核形状的可能性，最终可能提供与核结构实验互补的信息。