Probing the high-density nuclear symmetry energy with the Ξ−/Ξ0 ratio in heavy-ion collisions at sNN…

物理 等向量 强子 等标量 核物质 粒子物理学 核子 核物理学 重子 能量(信号处理) 质子 中子 量子力学
作者
Gao-Chan Yong,Bao-An Li,Z. G. Xiao,Zi-Wei Lin
出处
期刊:Physical Review C [American Physical Society]
卷期号:106 (2) 被引量:11
标识
DOI:10.1103/physrevc.106.024902
摘要

Recent beam energy scan experiments at the BNL Relativistic Heavy Ion Collider by the STAR Collaboration [Phys. Lett. B 827, 137003 (2022) and Phys. Rev. Lett. 128, 202303 (2022)] found that hadronic interactions dominate the collective flow and the proton cumulant ratios are driven by baryon number conservation in a region of high baryon density in $\sqrt{{s}_{NN}}=3$ GeV $\mathrm{Au}+\mathrm{Au}$ reactions, indicating that the dense medium formed in such collisions is likely hadronic matter. Within an updated a relativistic transport model with momentum dependent isoscalar and isovector single-nucleon mean-field potentials corresponding to different symmetry energies at suprasaturation densities, the $n/p, {\ensuremath{\pi}}^{\ensuremath{-}}/{\ensuremath{\pi}}^{+}, {K}_{s}^{0}/{K}^{+}, {\mathrm{\ensuremath{\Sigma}}}^{\ensuremath{-}}/{\mathrm{\ensuremath{\Sigma}}}^{+}$, and ${\mathrm{\ensuremath{\Xi}}}^{\ensuremath{-}}/{\mathrm{\ensuremath{\Xi}}}^{0}$ ratios are studied for central $\mathrm{Au}+\mathrm{Au}$ collisions at $\sqrt{{s}_{NN}}=3$ GeV, where the maximum central density reaches about $(3.6--4.0){\ensuremath{\rho}}_{0}$. The doubly strange ${\mathrm{\ensuremath{\Xi}}}^{\ensuremath{-}}/{\mathrm{\ensuremath{\Xi}}}^{0}$ ratio is found to have the strongest sensitivity to the variation of high-density nuclear symmetry energy. Thus, the ${\mathrm{\ensuremath{\Xi}}}^{\ensuremath{-}}/{\mathrm{\ensuremath{\Xi}}}^{0}$ ratio in relativistic heavy-ion reactions at $\sqrt{{s}_{NN}}\ensuremath{\sim}3$ GeV may help probe sensitively the poorly known symmetry energy of dense neutron-rich matter critically important for understanding various properties of neutron stars.
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