LHC 强子产额数据热拟合中温度提取的意外巨大不确定性

本文采用传统的强子共振气体（HRG）模型，结合粒子数据组（PDG）强子输入、完全化学平衡以及与强子类型相关的本征体积相互作用，对 ALICE 合作组最中心 Pb+Pb 碰撞的强子中心快度产额数据进行了拟合。对于点状强子的情形，复现了众所周知的拟合结果 $T = 154 \pm 2$ MeV。然而，如果强子具有不同的本征体积，情况将发生变化。在所有介子为点状而所有重子具有 0.3 fm 有效硬芯半径的情形下，$\chi^2$ 的温度依赖性在 $155-210$ MeV 温度范围内呈现一个宽极小值，其拟合质量与点粒子情形下 $T \sim 155$ MeV 处的极小值相当。当仅考虑重子-重子本征体积相互作用，且本征体积参数取自先前对核物质基态的拟合时，得到了非常相似的结果。最后，当我们应用本征体积修正且本征体积 $v_i \sim m_i$ 与质量成正比、并固定于特定质子硬芯半径 $r_p$ 时，我们观察到 $\chi^2$ 的温度依赖性中出现了第二个极小值，位于显著更高的温度处。例如，在 $r_p = 0.5$ fm 时，在 $170-320$ MeV 这一非常宽的温度范围内，拟合质量优于点粒子 HRG 情形，这使得由数据拟合确定的温度具有 150 MeV 的不确定性。这些结果表明，重离子强子产额数据的热拟合对强子间短程排斥本征体积的建模极为敏感，且化学冻结温度只能以相当大的不确定性从 LHC 强子产额数据中提取。