高能核物理领域又有新发现,夸克的面纱又揭开了一层!

作者:来源:时间:2020-04-22

     相对论重离子碰撞的理论和其实验研究是跨世纪物理学的其中一个最前沿的主流研究领域。所以可以说,探寻夸克-胶子物质并研究其性质是国际前沿都在讨论的科学。为了研究宇宙早期和发现微观世界的秘密,欧美国家相继建立了大型重离子对撞机。我国也不甘落后,在这方面的研究上加大了投入。 

  近来,我国科学家首次指出非超擦边高能原子核对撞中极低横动量正负电子对的产额的反常增强是因为光子和光子对撞,同时估计观测到的横动量展宽可能来自夸克胶子等离子体中的强电磁场在费米尺度下的偏转作用。 

  中国科大合作团队是分析了美国布鲁克海汶国家实验室粒子对撞实验的数据基础上得出的结论,实验中观测到的现象属于首次发现。这个发现为研究极端条件下夸克物质的特性注入了新能量。我国科学家把成果发布在Phy.Rev.LettPhy.Rev.Lett.B上,为可能有夸克胶子等离子中强电磁场的存在提供了证明,以及可以通过这个成果去诱导研究量子反常运输。 

  说到夸克物质,有学者认为,世界是由夸克组成的。这话虽然夸张了一些,但也并不是完全没有道理。宇宙诞生最初形态是液态,我们又已知夸克胶子等离子体呈液体状态,所以研究夸克是可以解释宇宙性质的。这里我们猎奇一下现在学术界研究夸克的一般方法——粒子碰撞。 

  和电子一样,夸克也是一种费米子,具有两个自旋自由度,除此之外,还有一种称为“味道”的自由度。目前发现的夸克共有6 种味道,分别叫上(u),下(d),奇异(s),粲(c),底(b)和顶(t)夸克。质子就是由两个u 夸克和一个d夸克组成的。 

  而夸克本身是难以直接捕获的,小编本身是学习力学的,对这一块还有点渊源。粒子碰撞通过新物质形成数据来间接观测并得到数据,利用流体力学模型可以很好地描述拟合数据,所以按照流体力学说法来说就是:核修正因子RCP随横动量pT的分布。RCP是对心碰撞的粒子产额(0-5%中心度)和次边缘碰撞(40-60%-上图)或边缘碰撞(60-80%-下图)的、在归一到各自碰撞中心度两体碰撞数之后的产额比率,是测量中心碰撞产额压低的直接实验手段。 

  如果RHIC中心碰撞和周边碰撞的物理特性一致,即没有形成致密物质,这个比率应该为1;如果中心碰撞相对于周边碰撞有新的物理,即形成致密物质,部分粒子在穿过致密物质中被吃掉了,这个比率将小于1,小于1的程度和致密物质的体积、密度相关。 

  可惜由于“夸克禁闭”,我们现在观测到的夸克物质都是只能通过强子对撞机观测,对于研究宇宙早期状态还是有很多不便,还有更多秘密藏在小小的微观世界。但相信人类可以突破瓶颈,发现世界的这一重大秘密。 

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