Développement d'approches hydrodynamique et hydrocinétique aux collisions noyau-noyau ultra-relativistes

par Iurii Karpenko

Thèse de doctorat en Physique nucléaire

Sous la direction de Klaus Werner et de Yu Sinyukov.

Soutenue en 2010

à Nantes .


  • Résumé

     La motivation principale pour étudier la physique des collisions d'ions lourds à des énergies ultrarelativistes est de recréer les conditions physiques semblables à celles qui existaient dans l'Univers quelques microsecondes après le Big Bang. L'analyse des données expérimentales fournies du collisionneur RHIC suggère que les systèmes quasi-macroscopiques, créés en collisions noyau-noyau montrent un comportement hydrodynamique à un certain moment de leur évolution. Ainsi, les modèles collectifs peuvent être appliqués pour décrire la dynamique de la collision.  L'objectif du travail présenté dans cette thèse est de construire le modèle dynamique de collisions noyau-noyau, compatible avec les échelles d'espace-temps qui sont mesurés dans les expériences. Enfin, deux modèles sont présentés. Le premier est ce qu'on appelle un modèle hybride, qui combine l'approche hydrodynamique pour les systèmes denses de quark-gluon et d'hadrons, et l'approche cinétique pour traiter le gaz raréfié d'hadrons formé à un stade tardif de collision. L'utilisation de plusieurs améliorations (équation d'état crossover, les conditions initiales de l'approche EPOS, simulation événement-par-événement) est soulignée et conduit une bonne description de l'ensemble de données ``mous" expérimentales pour les collisions noyau-noyau auprès de RHIC.  Le deuxieme modèle est basé sur l'approche hydro-cinétique, qui intègre une expansion hydrodynamique de systèmes constitués en collisions noyau-noyau et de leur découplage dynamique décrite par les probabilités de libération. Le modèle est étendu pour inclure les caractéristiques réalistes de collisions et appliquée pour décrire les spectres transversales pour la plupart des hadrons et des rayons HBT dans collisions noyau-noyau auprès de RHIC.

  • Titre traduit

    Development of hydrodynamic and hydrokinetic approaches to ultrarelativistic nucleus-nucleus collisions


  • Résumé

    The primary physics motivation of studying heavy ion collisions at ultrarelativistic energies is to recreate the physical conditions similar to those which existed in early universe just several microseconds after the beginning of the Big Bang. The new, fundamental form of matter, quark-gluon plasma is believed to be created in these collisions. The analysis of experimental data from RHIC collider suggests that the quasi-macroscopic systems (fireballs) created in A+A collisions show hydrodynamical behavior at certain stage of their evolution. Thus, collective models can be applied to describe the dynamics of collision.  The goal of the work presented in this thesis is to construct the dynamical model of A+A collision, consistent with space-time scales measured in the experiments. Finally, two models are presented. The first one is so-called hybrid model, which combines hydrodynamic approach for dense quark-gluon and hadron systems, formed in A+A collisions, and kinetic approach to treat rarefied hadron gas formed at late stages of collision. The use of several improvements (crossover equation of state, initial conditions from EPOS approach, event-by-event simulation) is stressed and lead to good description of wide range of soft sector experimental data for 200A GeV RHIC Au+Au collisions.  The second model is based on hydro-kinetic approach, which incorporates a hydrodynamical expansion of the systems formed in A+A collisions and their dynamical decoupling described by escape probabilities. The model is extended to include realistic features of heavy ion collisions and applied as well to describe transverse spectra for most abundant hadrons and HBT radii in 200A GeV RHIC Au+Au collisions.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (150 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 137-150

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 NANT 2020
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