Science and education scientific journal

PARTICLE FORMATION IN A RELATIVISTIC COLLISION OF HEAVY 
NUCLEI AT THE LHC (USING GEANT4) 
E.E.Dustmurodov 
[e-mail]
B.R.Turdiyev
Institute of Nuclear Physics AS RUz 
"Science and Education" Scientific Journal
December 2020 / Volume 1 Issue 9
www.openscience.uz
59

---

T.B.Fayziyev
Institute of ion-plasma and laser technologies named after U.A.Arifov 
H.Dustmurodova 
N.K.Valikhanov
 
Tashkent State University of Transport 
Abstract: 
We study the correlations of heavy quarks formed during relativistic 
collisions of heavy ions, and find them quite sensitive to the environment and the 
mechanisms of formation. To put this on a quantitative basis, as a first step, we analyze 
the azimuthal, transverse momentum, and velocity correlations of heavy quark-anti-
quark pairs (
𝑄𝑄̅
) in pp collisions at 
O
(
α
𝑠
2
). This creates prerequisites for identifying 
and studying the environmental modification of such correlations in the relativistic 
collision of heavy nuclei at the Large hadron Collider. Next, we study the additional 
formation of charm quarks in heavy ion collisions due to multiple scattering, namely 
reactive collisions, reactive-thermal collisions, and thermal interactions. We find that 
they generate azimuthal correlations that are quite different from those that occur with 
rapid initial production in the leading order and in the following order.
Keywords:
heavy quarks, relativistic heavy ion collisions, pp collisions, quark 
gluon plasma, NLO pQCD, correlations, D-mesons 
Введение. 
Изучение релятивистских столкновений тяжелых ионов и кварк-
глюонной плазмы (
QGP
) приближается к своему зениту с первыми 
экспериментами, выполненными на Большом Адронном Коллайдере в ЦЕРНе в 
Женеве (хотя еще и не на самой высокой энергии) с участием ядер свинца. 
Вместе с богатством данных, уже накопленных на релятивистском коллайдере 
тяжелых ионов в Брукхейвенской Национальной Лаборатории, перед нами 
теперь стоит огромная задача расшифровать, проанализировать и количественно 
объяснить эти наблюдения и извлечь информацию о свойствах 
QGP
. Эти 
анализы также прокладывают путь для дополнительных измерений, некоторые 
из которых уже могут быть выполнены с использованием существующих 
детекторных установок, в то время как другие станут поддающимися 
исследованиям с модернизацией, запланированной для всех основных 
экспериментов, ALICE, PHENIX, STAR и т. д. В целом это представляет собой 
наиболее важное и плодотворное международное сотрудничество в области 
ядерной физики высоких энергий на сегодняшний день. В настоящее время 
основное внимание уделяется переходу от моделей к теориям и от качественного 
к количественному определению различных свойств кварк-глюонной плазмы. 
Одним из таких примеров является огромный прогресс, достигнутый в изучении 
сдвиговой вязкости [1] вещества, образующегося в этих столкновениях. В 
"Science and Education" Scientific Journal
December 2020 / Volume 1 Issue 9
www.openscience.uz
60

---

настоящей работе мы рассматриваем использование тяжелых кварков для 
зондирования 
QGP
. Тяжелые кварки (здесь рассматриваются только шарм и 
нижний кварк) обладают рядом уникальных преимуществ. Сохранение аромата 
при сильном взаимодействии диктует, что они производятся парами (
𝑄𝑄̅
). Их 
большая масса обеспечивает то, что 
Q
2
, необходимый для их производства, 
велик, и поэтому можно уверенно использовать pQCD для этих исследований. 
Их большие массы гарантируют, что адроны, содержащие тяжелые кварки, 
выделяются в стая пионов.
Полученные результаты для образования частиц и фотонов при 
столкновениях 
рр
служат основой для поиска эффектов кварк-глюон-плазмы и 
других сред в соответствующем центре массовой энергии/нуклоне для 
столкновения тяжелых ядер. Эта парадигма может быть изменена, если недавние 
предположения о формировании