Implementação numérica da correção viscosa baseada no novo RTA

Abstract

Uma das formas de estudar o diagrama de fases da cromodinâmica quântica e sua fase quente e densa, o plasma de quarks e glúons, é por meio de simulações de colisões de íons pesados usando modelos híbridos computacionais. Estes são chamados híbridos porque cada etapa da colisão é modelada por uma descrição distinta entre si, sendo a hidrodinâmica viscosa a responsável por descrever a evolução do plasma. É de extrema importância que a saída de uma etapa seja a entrada da etapa seguinte para o sistema permanecer o mesmo por toda cadeia, sendo assim a particlização se faz importante para a etapa que evolui o gás de hádrons formado no fim da cadeia receba uma entrada coerente vindo da etapa hidrodinâmica. No processo de particlização existem diferentes termos de correção viscosa que podem ser usados, os considerados nesse trabalho foram o método dos 14 momentos, a aproximação do tempo de relaxação e a função distribuição modificada de Pratt-Torrieri-Bernhard. Uma nova proposta de correção viscosa baseada na aproximação do tempo de relaxação e que não depende das condições de matching ou parametrização do tempo de relaxação para que leis de conservação sejam respeitadas foi implementada no código de particlização e comparada com as correções citadas. O objetivo é investigar o desempenho da nova correção no processo de particlização em relação às correções usuais. O sistema escolhido para o estudo foi de núcleos de chumbo colidindo a uma energia de vsNN = 2.76 TeV. Para que a comparação quantitativa entre os eventos gerados por cada uma das colisões fosse possível, os parâmetros usados na cadeia foram mantidos os mesmos para cada simulação com as diferentes correções viscosas. Foram analisados a multiplicidade das partículas, o momento transversal e o fluxo anisotrópico.

Abstract: An alternative to studying the phase diagram of quantum chromodynamics and its hot and dense phase, the plasma of quarks and gluons, is through simulations of heavy-ion collisions using hybrid computational models. These are called hybrids because each stage of the collision is modeled by a different description, with viscous hydrodynamics responsible for describing the evolution of the plasma. It is essential that the output of a stage is the input of the next stage for the system to remain the same throughout the chain, thus particlization is important for the stage that evolves, the hadron gas formed at the end of the chain receives an input coherent coming from the hydrodynamic stage. In the particlization process, different viscous correction terms can be used, those considered in this work were the 14 moments method, the relaxation time approximation, and the modified Pratt-Torrieri-Bernhard distribution function. A new viscous correction proposal based on the relaxation time approximation that does not depend on matching conditions or relaxation time parameterization so that conservation laws are respected was implemented in the particlization code and compared with the corrections above. The objective is to investigate the performance of the new correction in the particlization process about the usual corrections. The system chosen for the study was lead nuclei colliding at an energy of vsNN = 2.76 TeV. To make a quantitative comparison between the events generated by each of the collisions possible, the parameters used in the chain were kept the same for each simulation with different viscous corrections. Particle multiplicity, transverse momentum, and anisotropic flow were analyzed.