相对论重离子碰撞中正反粒子椭圆流的劈裂

相对论重离子碰撞是研究极端高温高密条件下新物质形态及量子色动力学相图的重要实验手段,而椭圆流是相对论重离子碰撞的重要实验观测量.近年来在美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机上进行束流能量扫描实验,研究人员发现了一些异于极端相对论重离子碰撞的行为,比如正反粒子椭圆流的劈裂.基于拓展的多相输运模型,可以通过正反粒子的不同平均场势来解释该实验现象,并可据此提取高重子及同位旋化学势下夸克物质的状态方程及相图信息.     

真空凝聚解体与QGP的形成

QCD理论预言,当温度或密度足够高时,强作用物质系统将经历相变而成为夸克胶子等离子体(QGP).Lee曾多次强调,QGP既可由夸克退禁闭而形成,也可由真空中的集体激发来产生.在通过相对论性重离子碰撞形成QGP的流体力学模型讨论中,这两种生成QGP的物理机制都已被采用.关于退禁闭相变已有大量文献讨论,但对于真空激发尚缺乏具体的研究.我们的工作表明,由Friedberg和Lee提出的非拓朴孤子袋模型可以给出由真空激发     

非对称核物质中的液-气相变

天体演化和重离子碰撞的研究为核物理开辟了一个新的研究领域:核物质和有限核的相变,在高温高密度情况下,核子(强子)有可能散裂成自由的夸克-胶子等离子体(Quark-gluon plasma,QGP),这一过程被称为夸克退禁闭相变,而在低密度和中等温度(几MeV到二十几MeV),核将经历液-气相变。原则上讲,如果组成系统的粒子间的相互作用是短程排斥长程     

高能强子诱发核作用中长程关联强度的核几何依赖性

相对论重离子碰撞被认为是一种能在实验室环境下产生高温高密物质,以便研究从强子物质到夸克物质相变的重要手段.为了分析这种相变机制的背景,必须了解高能核-核(A-A)相互作用的机制.粒子的产生和核碎裂这两种机制同时存在于A-A作用中,但由于靶     

相对论性原子核碰撞中产生的光子谱的数学特征

格点QCD理论已预言,在极端相对论的原子核碰撞中会产生一种高温高密度的夸克-胶子等离子体(QGP)物态,而热高能光子被认为是诊断QGP和热强子物质(HM)的干净的探针之一.最近CERN的WA80研究组首次报导了他们在超质子同步加速器(SPS)上所作的200GeV/AS A_μ,碰撞实验中获得的纯光子谱(图1).在半对数坐标中,数据点呈现出良好的线性,从拟合直线的斜率可以得到温度参数T_exp≈180MeV.基于对实验数据的再     

中高能重离子碰撞中奇异粒子产生和超核形成机制

中高能重离子碰撞可以形成大于饱和密度的核物质状态.高密核物质中奇异粒子成分影响核物质状态方程.重离子碰撞是产生丰中子超核的唯一途径.本文评述了中高能重离子碰撞中奇异粒子研究最新进展,讨论了在我国强流重离子加速器(HIAF)上开展核物质状态方程和丰中子超核研究的可行性.基于兰州量子分子动力学模型,以反应系统~(58)Ni+~(58)Ni和~(197)Au+~(197)Au为例,分析了阈能附近奇异粒子产生动力学和高密核物质状态方程;系统研究了Λ超核形成动力学机制并给出了超核的质量、电荷、动能分布和动能谱;讨论了核物质状态方程和碰撞中心度对奇异粒子产生和超核形成的影响.研究结果表明,K介子在高动能部分产额可以提取高重子密度下核物质状态方程;Λ超子与核子相互作用势会影响超核的形成,如吸引的相互作用势有利于超核的形成;重离子碰撞有利于形成轻质量区超核并且碰撞中心度对超核的形成有重要影响.     

自然信息

核物质的更致密的核心利用重离子的高能碰撞,研究核物质被压缩成高密度状态时的性质,对于了解星体构造、宇宙起源和物质结构均有着重要的意义,所以近年来这项研究很受各方面的重视。由加利福尼亚的劳伦斯伯克利实验室(LBL)的波斯坎泽(A.Poskanzer)等人领导的一个科学家小组,在该实验室的Bevalac加速器     

相对论性核碰撞中K介子的末态重散射

近些年来,相对论性重离子碰撞的研究引起了广泛的兴趣.这些研究的动机之一是探测高密和高温的核物态方程.这不仅对核物理,而且对粒子物理和天体物理来说,都是很有意义的.在约每核子1GeV入射能量的核碰撞过程中产生的K介子被建议作为碰撞早期阶段中形成的热的和高密核物质的一个敏感的探针.然而,在以前的研究中,产生的K~ 与核子的末态作用,除了一个图象化的研究外,通常被略去.为了研究这一效应对K~ 特性的影响,我们在相对论性的Vlasov-Uehling-Uhlenbeck(RVUU)模型内,引进了K~ 产生增强法,去处理     

超高能重离子碰撞中的平均多重数

人们普遍相信超高能重离子碰撞不仅会提供关于强子物质而且会提供关于夸克物质的大量信息,因而分析和预言超高能重离子碰撞是一个有意义的课题,一些作者已经作了些探索。区别于核子-核子碰撞和核子-核碰撞,超高能重离子碰撞的一个最明显的特征是在末态有极大的粒子多重数。Biorken曾经估计,对于相同重子数的核-核碰撞,在快度中心区,单位     

奇特的强子X(3872)及其质量精确测量的新方法

<正>质子和中子通过强相互作用束缚到一起形成各种各样的原子核,再通过电磁相互作用与电子一起形成原子,从而构成了宇宙中的可见物质.强相互作用的基本理论是于20世纪70年代建立起来的量子色动力学(quantum chromodynamics, QCD).在QCD中,参与强相互作用的基本粒子是夸克和胶子.与质子和电子分别带正负电荷类似,夸克带有3种不同的色荷;与传递电磁力的光子不带电荷不同,在夸克间传递强相互作用的胶子具有8种色荷,从     

相对论核-核碰撞中产生的Λ超子的极化分析

在高能强子-强子、强子-核相互作用中都测到了所产生的A超子的强的极化度.在较低能量的核-核碰撞中,也测到了A粒子的不同程度的极化度.对在相对论核-核碰撞中产生的A超子的极化度的测量和分析的特殊意义是在1982年由Angert等人首次提出的,认为如果在相对论核-核碰撞中形成了夸克-胶子等离子体(Quarkgluon plasma-QGP),A粒子的极化度就将消失.     

具有SGⅡ型相互作用的对称核物质的声速

在中、高能重离子碰撞中,核物质的状态方程(EOS)起重要作用。但是,如Osnes和Strottman、苏汝铿和郭子斯所指出,如果将通常核理论中常用的有效相互作用,如Skyrme势推广到高温高密度情况,则由此给出的EOS将出现严重困难.比方由EOS出发算得的声速v将大于光速c。这表明Skyrme势等有效相互作用不适用于高温高密度。在文献[3]中,我们提出了改造Skyrme势以克服超光速困难的方案。     

月球不为人知的10大秘密

较大的重击 科学家们猜测,月球的形成源自远古时期星体司的较大碰撞——很可能是46亿年前,在太阳系诞生不久,颗火星大小的星体碰撞地球.地球和火星大小的星体所形成的岩石残骸在地球轨道附近形成,当这些岩石灰尘云冷却下来时,形成小型的固态结构,最终聚集在一起形成了月球.     

核力与高密度核物质——π凝聚和中子星

高密度核物质是近年来颇受人注目的研究课题。π凝聚、核物质的超流态和夸克-胶子等离子体这些物质存在的新形式,不仅是核物理学家关心的课题,而且也是粒子物理学家和天体物理学家感兴趣的研究对象。日本京都大学玉垣良三教授特为本利撰写的《核力与高密度核物质——π凝聚和中子星》一文,介绍了一些这方面的最新研究成果。     

夸克——胶子等离子体的强子化相变

CERN—WA80研究组首次实测的纯光子谱数据发表之后,不少工作者都声称基于自己的理论模型可以解释WA80数据.但是Shuryak等人认为根据目前的实验条件所能选取的合理参数值是无法解释过剩光子问题的.他们提出了一个慢膨胀模型,要求夸克—胶子等离子体(QGP)火球处于混和相的时间需长达30—40fm/c,这是与实验上所测定的火球寿命～10fm/c相矛盾的.人们可以注意到,在文献的诸项研究中未考虑QGP火球的强子化相变若为一级相变时对光子产额的影响.因此他们的理论结果的可信度是     

用超冷原子实验求解理论物理的强关联Hubbard问题

量子物质的许多行为常常令理论物理学家头痛. 例如高温超导体, 其中的机理至今仍未被真正理解. 某些磁性金属(如锰-硅合金)的电阻随温度的升高按照T1.5的规律变化, 而不像一般金属那样遵从T2规律. 还有一种情况, 当中子被紧紧压挤在一起时, 其中的夸克会失去它们的全同性, 形成单一均质的流体——夸克-胶子等离子体. 宇宙学家认为, 这种等离子体最早形成于大爆炸之后的几微秒, 最近在美国Brookhaven的相对论重离子对撞机(RHIC)中. 也观察到了这种单一均质的等离子体. 上述这些量子物质有一个共同点: 即在组成这些物质的粒子之间有着很强的关联性. 对于弱关联的材料, 相对来说容易理解. 我们可以从无相互作用粒子出发(如理想气体), 渐进引入相互作用, 而后外推得到材料中粒子总体的运动行为. 然而对于强关联材料, 例如高温超导体, 不可能从“理想电子气”或“晶格振动之独立正则模式”的思路加以解释.     

相对论性重离子的碰撞

几年前,哥伦比亚大学的李政道和吉安·卡尔罗·威克就设想了一种可能性:在重核的高能碰撞中,有产生一种全新物质的可能.在基本粒子物理学中,实现碰撞的目的,是把尽可能多的能量传递到尽可能小的体积中,企望通过能质转换得到一些新粒子.与此不同的是,重离子碰撞的目的,是把     

物理学中11个最大未解问题

(续上期 )在超高温度和密度下 ,物质存在新的状态吗 ?在极端能量条件下 ,物质要经历一系列的变化 ,原子会分裂成它们的最小组成单元。这些组成单元是被称为夸克和轻子的基本粒子。就我们所知 ,这些基本粒子不会再分裂成更小的部分了。夸克非常喜好群居 ,人们从未看到过单个的夸克。相反 ,它们会与其他夸克结合形成质子和中子 (每个质子由三个夸克组成 )。进一步 ,它们会与轻子 (比如电子 )结合形成整个原子。例如 ,氢原子就是由一个质子和一个绕着它运动的电子组成的。接下来 ,原子会与其他原子结合形成分子 ,比如Ｈ2 Ｏ (水分子 )。随着温…     

最密的物质

最近,联邦德国GSI实验室和美国劳伦斯伯克利实验室的科学家们已观测到一种最密的核物质。这一发现开创了更好地了解在宇宙形成时接着大爆炸的最初几秒钟内必定存在的极端高的压力和温度的可能性。他们亦相信这种压缩形式的物质在中子星和超新星的致密核芯内存在。物理学家们长期认为压缩形式的核物质可以在地球上利用高速重核碰撞的人工方法来产生。现在这一假设已被这两个实验室首次证实。他们利用伯克利的Bevalac加速器加速铌核打铌靶,并利用晶     

科学信息

Nature,1989年2月2日南极臭氧——南极大气层上方17公里处的臭氧减少与氯胺-氧化物的存在有关。但是1988年9月所作的探测气球测量表明,在低同温层(大气层上方10～17公里)的臭氧减少却与少量的云粒直接有关。核物理——奇异核物质是一种假设的含有近似相等的上、下和奇夸克数的一种物质。本期有二篇文章对此作了讨论,其中一文讨论了在实验室中获取这种