在高能物理学领域,研究人员揭示了高能部分子如何在原子核-原子核碰撞中损失能量,这是研究夸克胶子等离子体(QGP)的重要过程。这一发现可以增强我们对大爆炸后早期宇宙时刻的了解。

高能碰撞研究揭示夸克胶子等离子体的新见解

研究表明,随着介质温度的升高,喷流输运系数(温度立方)会降低,这是QGP中部分子能量损失的一个关键因素。这一发现得到了大横向动量(pT)强子的椭圆流参数(v2(pT))显著增强的支持,为高能碰撞中的喷流淬灭提供了更深入的理解。

高能碰撞会产生一种高温、致密的物质状态,称为QGP。当部分子穿过这种介质时,它们会损失能量。这一过程称为喷射淬灭,会导致高pT强子(以核修正因子(RAA(pT)衡量)和方位各向异性(以v2(pT)衡量)受到抑制。

该团队使用次一阶微扰QCD部分子模型来分析相对论重离子对撞机(RHIC)和大型强子对撞机(LHC)的数据。通过将他们的模型与实验数据拟合,他们发现喷流传输系数的标度值(q^/T3)随温度升高而下降。这种新方法可以更准确地描述喷流在这些极端条件下如何损失能量。

“这一发现有助于我们更准确地理解夸克胶子等离子体中部分子的行为,”通讯作者张汉忠教授说。“它表明,部分子在临界温度附近会损失更多能量,这可以解释在高能碰撞中观察到的增强的方位各向异性。”

研究结果表明,当部分子穿过QGP时,它们在从QGP到强子相的转变附近损失更多的能量,导致RHIC和LHC的方位各向异性增强约10%。

张教授表示:“未来我们希望完善我们的模型,丰富有关qˆ的信息,以便我们能够同时更好地描述RHIC和LHC能量下的RAA(pT)和v2(pT)。”

这项研究推动了高能核物理学的发展,为高能碰撞中的喷流能量损失提供了更深入的见解。这些发现可以增强我们对夸克胶子等离子体的理解,并为未来研究极端条件下物质的基本性质铺平道路。

本研究由华南师范大学和华中师范大学合作完成。