极端相对论性重离子碰撞

Preface v

Contents vii

I Basics 1

1 Kinematics and invariants 3

1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 Four-vectors and kinematic variables . . . . . . . . . . 7

1.3 Invariants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2 Cross sections 25

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.2 Derivation of the cross section from nonrelativistic perturbation

theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.3 The wave-optical model and total cross sections . . . . 47

2.4 The quark model, hadron-hadron interactions and parton

distribution functions . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.5 Photoproduction and two-photon physics in heavy-ion

Preface v

Contents vii

I Basics 1

1 Kinematics and invariants 3

1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 Four-vectors and kinematic variables . . . . . . . . . . 7

1.3 Invariants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2 Cross sections 25

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.2 Derivation of the cross section from nonrelativistic perturbation

theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.3 The wave-optical model and total cross sections . . . . 47

2.4 The quark model, hadron-hadron interactions and parton

distribution functions . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.5 Photoproduction and two-photon physics in heavy-ion

collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3 Geometry 105

3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.2 Nuclear density distributions . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.3 Geometry of nucleus-nucleus collisions . . . . . . . . . 117

3.4 Probes of centrality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

4 Thermodynamics 149

4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

4.2 Review of thermodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . 154

4.3 Phase transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

4.4 Phase transitions in nuclear physics . . . . . . . . . . . 183

5 Hydrodynamics 221

5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

5.2 Energy-momentum tensor . . . . . . . . . . . . . . . . 225

5.3 Hydrodynamic equations . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

5.4 Solutions to the hydrodynamic equations: longitudinal

expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

5.5 Solutions to the hydrodynamic equations: transverse

(radial) expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

5.6 Observable consequences . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

6 Lattice gauge theory 279

6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

6.2 Symmetries and the Lagrangian . . . . . . . . . . . . . 280

6.3 Basics of lattice gauge theory . . . . . . . . . . . . . . 292

6.4 Chiral symmetry and spontaneous symmetry breaking . 333

6.5 Selected results from lattice QCD . . . . . . . . . . . . 341

II Probes 357

7 Thermal dileptons 359

7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

7.2 High mass thermal dilepton rate . . . . . . . . . . . . . 360

7.3 Initial conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

7.4 Numerical results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374

7.5 Other dilepton sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

8 Quarkonium 385

8.1 Introduction to quarkonium in heavy-ion collisions . . . 385

8.2 Quarkonium levels at T = 0 . . . . . . . . . . . . . . . 387

8.3 Quarkonium production . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

8.4 Quarkonium suppression by a quark-gluon plasma . . . 401

8.5 Quarkonium suppression by hadrons . . . . . . . . . . 413

8.6 Nucleus-nucleus collisions . . . . . . . . . . . . . . . . 421

9 Hadronization 427

9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427

9.2 Fragmentation in pp collisions . . . . . . . . . . . . . . 427

9.3 Nuclear effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445

Bibliography 455

Index 469

《极端相对论性重离子碰撞(英文影印版)》讲述了高能重离子碰撞的基本理论和现象。首先，本书介绍了诸如动理学、交叉截面（包括夸克模型和部分子分布函数）、 核碰撞几何、热力学、流体力学，以及相关的有限温度下的格点规范理论等这一领域的基本原理。然后，本书探讨了更为专门的一些领域，介绍了以下能标的重离子碰撞：高质量热双轻子，夸克偶素和强子化。
　　《极端相对论性重离子碰撞(英文影印版)》适合高能重离子物理领域的，特别是即将在RHIC和LHC所探测的课题领域工作的研究者或研究生阅读。

《极端相对论性重离子碰撞(英文影印版)》是影印版学术专著，原书由爱思唯尔出版集团在2007年出版。高能重离子物理是核科学新的前沿，其中的夸克-胶子等离子体的研究更是备受关注。在可以预见的未来，这一领域的研究依然会是整个物理学的焦点之一。本书由该领域国际著名专家写成，对已经在或有志于在该领域工作的读者有非常大的价值。