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科学家确定从普通物质到夸克物质的相变温度

发布时间:2011年07月04日 00:56 | 进入复兴论坛 | 来源:湖北日报


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  湖北日报讯 (记者韩晓玲、通讯员党波涛)高能核物理领域中的宇宙大爆炸理论研究取得重大进展,中印美科学家确定从普通物质到夸克物质的相变温度。24日出版的国际权威学术杂志《科学》上,华中师范大学物理学院院长、STAR国际合作组发言人许怒教授与合作者的最新研究成果发表。

  他们在世界上首次将高能核核碰撞STAR最新实验结果与格点理论计算比较,确认在高能重离子碰撞产生的物质处于热化状态,并确定了从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度约为175百万电子伏特(相当于2万亿摄氏度)。

  许怒教授说,他们所采用的研究方法为定量研究重离子碰撞中产生的高温高密物质性质开辟了新方向,也为量子色动力学理论在大尺度和低动量传递区域(即非微扰区域)的检验提供了一种新途径。

  通过高能重离子碰撞,将夸克和胶子从强子中解禁闭,产生夸克胶子等离子体,研究宇宙早期性质,这是当前高能核物理的重要研究方向。科学家们期待通过对普通原子核“加热”,使强子“融化”,从而形成由自由夸克和胶子组成的夸克胶子等离子体。

  许怒和合作者们通过对美国相对论重离子对撞机RHIC上STAR实验金金碰撞实验数据进行分析,在世界上首次把测量到的净质子数(质子数减去反质子数)分布的高阶涨落,与格点量子色动力学的计算结果进行比较,从实验上直接确定了重子数密度为零情况下从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度。该相变温度是强相互作用物质相图的一个基本标度。

  许怒教授指导华中师大研究生在重离子碰撞的椭圆流研究方面做出了重要工作。椭圆流对组分夸克的标度无关性是在RHIC发现强耦合的夸克胶子等离子体的重要证据之一。近年来他一直在推动强相互作用(QCD)相图的研究,寻找相变温度、相边界和相变临界点。他拟在该校成立一个QCD相图的研究组,与格点QCD理论学家密切配合进行研究。