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冒亞軍:相對(duì)論重離子對(duì)撞與夸克膠子等離子體
中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng) www.chinagate.com.cn  2008 年 04 月 29 日 
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(節(jié)選)

北京大學(xué)物理學(xué)院冒亞軍教授在《2008科學(xué)發(fā)展報(bào)告》上發(fā)表題為“相對(duì)論重離子對(duì)撞與夸克膠子等離子體”的文章,對(duì)位于美國(guó)紐約長(zhǎng)島的布魯克海文實(shí)驗(yàn)室(BNL)的相對(duì)論性重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)及夸克膠子等離子體(QGP)的研究進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。

文章首先簡(jiǎn)單介紹了夸克膠子等離子體的產(chǎn)生。根據(jù)量子色動(dòng)力學(xué)具有的一個(gè)重要特性——漸近自由,可以預(yù)期當(dāng)壓縮或加熱核物質(zhì)使其處于高溫高密狀態(tài)時(shí),核子之間的壁壘可能被打破,從而產(chǎn)生新的物質(zhì)形態(tài):夸克膠子等離子體(QGP)。

文章對(duì)RHIC的研究進(jìn)行了概述。RHIC于上世紀(jì)90年代初開始建造、2001年開始投入運(yùn)行。PHENIX與STAR兩大國(guó)際合作組測(cè)量了從d-Au到Au-Au等多種核-核對(duì)撞組合、對(duì)撞能量從每核子130吉電子伏到200吉電子伏的對(duì)撞產(chǎn)物。

接著,文章進(jìn)一步闡述了RHIC的研究成果。從2001年到2008年近7年時(shí)間的研究與分析,結(jié)果表明RHIC上的高能重離子碰撞確實(shí)產(chǎn)生了如QCD所預(yù)言的夸克物質(zhì),不同的是該夸克物質(zhì)中的夸克之間仍然具有很強(qiáng)的相互作用,而不是如原先期望的那樣較為自由地運(yùn)動(dòng)。此外,RHIC上對(duì)中橫動(dòng)量區(qū)粒子產(chǎn)物的研究,還發(fā)現(xiàn)重子產(chǎn)物的增加、奇異重子的增強(qiáng)以及強(qiáng)橢球流等現(xiàn)象,這些現(xiàn)象也許能通過(guò)形成的多夸克體系+多夸克集團(tuán)系統(tǒng)得到理解。

最后,文章指出了RHIC的重大意義和亟待解決的問(wèn)題。RHIC提供的相對(duì)論重離子對(duì)撞,為人類打開了一扇研究夸克膠子等離子體的大門。目前,人們對(duì)夸克物質(zhì)狀態(tài)還沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí),問(wèn)題的解決有待人們?cè)赗HIC上物理研究的不斷深化以及在將來(lái)歐洲核子中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)上的相對(duì)論性重離子對(duì)撞研究。(摘自中國(guó)科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報(bào)告”課題組撰寫的《2008科學(xué)發(fā)展報(bào)告》)

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