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量子色动力学(QCD)具有两个基本特性:渐进自由和夸克禁闭。渐进自由指出夸克之间交换的横动量越大或者间距越小它们之间的相互作用就越小,越接近自由状态的夸克；夸克禁闭即在通常情况下,夸克被囚禁在强子里面,实验上观测不到自由存在的夸克。实验上通常是通过高能重离子碰撞形成高温高密极端环境,试图在这种极端条件下形成夸克胶子等离子体(QGP)这种新的物质形态。当物质短暂的处在夸克胶子等离子体(QGP)相时,其内部组分之间相互作用产生的粒子带有QGP状态的重要信号,于是夸克胶子等离子体(QGP)存在信号的研究成为近年来高能物理研究的一个热点。
本文所关心的双轻子信号就是夸克胶子等离子体形成的重要信号之一。根据量子色动力学(QCD),夸克胶子等离子体中的正反夸克可以湮灭为一个虚光子进而衰变成为双轻子对。而双轻子对的产率对不变质量、快度及横动量分布要依赖于碰撞区域内夸克胶子等离子体中正反夸克和胶子的动量分布,因此可以从产生的双轻子对的信息判断夸克胶子等离子体是否产生以及研究夸克胶子等离子体的热力学状况,因此双轻子对成为夸克胶子等离子体产生的重要信号之一。然而高能重离子碰撞实验中还有一些背景过程也能够生成双轻子对,因此有必要对这些背景过程进行研究,分析这些背景过程的贡献。
本文所研究的Drell-Yan过程就是双轻子产生的一个重要的背景贡献。轻子穿出碰撞产生的夸克胶子等离子体时几乎不与其发生作用,因此在考虑核效应对Drell-Yan过程产生双轻子及其横动量分布产生的影响时不需要考虑末态核效应,而只需要考虑初态的核屏蔽效应。本文首先介绍了微扰量子色动力学的基本理论,并在此基础上计算了核子核子碰撞Drell-Yan过程产生双轻子的硬过程散射截面和横动量谱,在引入核子的部分子分布函数后对核子核子碰撞Drell-Yan过程产生双轻子的横动量谱进行了数值计算。文章通过引入核修正因子对核子的部分子分布函数进行修正得到核的部分子分布函数,实现对Drell—Yan过程加入初态核效应。最后对pA撞Drell-Yan过程产生双轻子的横动量谱进行数值计算并与pp碰撞碰撞Dreu-Yan过程产生双轻子横动量谱进行了比较,分析了初态核效应对Drell-Yan过程产生双轻子的横动量谱的影响。