高能核物理領域又有新發現，夸克的面紗又揭開了一點！

相對論重離子碰撞的理論和其實驗研究是跨世紀物理學的其中一個最前沿的主流研究領域。所以可以說，探尋夸克-膠子物質並研究其性質是國際前沿都在討論的科學。為了研究宇宙早期和發現微觀世界的秘密，歐美國家相繼建立了大型重離子對撞機。我國也不甘落後，在這方面的研究上加大了投入。

發表在PRL網站上的論文截屏

近來，我國科學家首次指出非超擦邊高能原子核對撞中極低橫動量正負電子對的產額的反常增強是因為光子和光子對撞，同時估計觀測到的橫動量展寬可能來自夸克膠子等離子體中的強電磁場在費米尺度下的偏轉作用。（好吧我知道說的是迷三道四的，反正知道很牛就對了）

非超擦邊高能原子核對撞原理圖

中國合作團隊是分析了美國布魯克海汶國家實驗室粒子對撞實驗的數據基礎上得出的結論，實驗中觀測到的現象屬於首次發現。這個發現為研究極端條件下夸克物質的特性注入了新能量。我國科學家把成果發布在Phy.Rev.Lett和Phy.Rev.Lett.B上，為可能有夸克膠子等離子中強電磁場的存在提供了證明，以及可以通過這個成果去誘導研究量子反常運輸。

微觀與宇宙有著微妙的聯繫

說到夸克物質，有學者認為，世界是由夸克組成的。這話雖然誇張了一些，但也並不是完全沒有道理。宇宙誕生最初形態是液態，我們又已知夸克膠子等離子體呈液體狀態，所以研究夸克是可以解釋宇宙性質的。這裡我們獵奇一下現在學術界研究夸克的一般方法——粒子碰撞。

兩個粒子即將碰撞到一起

我們知道，和電子一樣，夸克也是一種費米子，具有兩個自旋自由度。但除此之外，還有一種稱為「味道」的自由度。目前發現的夸克共有6 種味道，分別叫上(u)，下(d)，奇異(s)，粲(c)，底(b)和頂(t)夸克。質子就是由兩個u 夸克和一個d 夸克組成的。

夸克是目前已知最小物質成分

而夸克本身是難以直接捕獲的，小編本身是學習力學的，對這一塊還有點淵源。粒子碰撞通過新物質形成數據來間接觀測並得到數據，利用流體力學模型可以很好地描述擬合數據，所以按照流體力學說法來說就是：核修正因子RCP隨橫動量pT的分布。RCP是對心碰撞的粒子產額(0-5%中心度)和次邊緣碰撞(40-60%-上圖)或邊緣碰撞(60-80%-下圖)的、在歸一到各自碰撞中心度兩體碰撞數之後的產額比率，是測量中心碰撞產額壓低的直接實驗手段。

粒子碰撞的粒子產額

如果RHIC中心碰撞和周邊碰撞的物理特性一致，即沒有形成緻密物質，這個比率應該為1；如果中心碰撞相對於周邊碰撞有新的物理，即形成緻密物質，部分粒子在穿過緻密物質中被吃掉了，這個比率將小於1，小於1的程度和緻密物質的體積、密度相關。

可惜由於「夸克禁閉」，我們現在觀測到的夸克物質都是只能通過強子對撞機觀測，對於研究宇宙早期狀態還是有很多不便，還有更多秘密藏在小小的微觀世界。但相信人類可以突破瓶頸，發現世界的這一重大秘密。

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