物理學院STAR實驗組在熱密核物質相變研究中取得新進展

華大在線訊（通訊員 王棣）日前，物理學院羅曉峰教授課題組在高能重離子碰撞實驗中研究高溫高密核物質相變的實驗研究中取得新進展。課題組與來自美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）、加州大學戴維斯分校、日本筑波大學及印度國家科學教育研究所的科研人員合作，利用相對論重離子對撞機(RHIC)產生的高能原子核束流進行對撞實驗，探究了核物質在高溫高密度狀態下強子物質和夸克膠子等離子相的相變現象。該研究于2023年2月24日發表在國際權威物理雜志《物理評論快報》上。研究成果的主要貢獻者包括我校羅曉峰教授及其博士后張宇，我校作為主要貢獻單位。

該實驗研究分析了高能重離子對撞機自2010年起近十年采集的海量的實驗數據，對凈質子數分布的高階累積矩進行測量。實驗測量發現，0-40%中心碰撞的六階累積矩(C6/C2)隨著碰撞能量的降低逐漸變為負值，但在最低碰撞能量3 GeV時變為正值。實驗觀測到的負的六階累積矩以及各階次的層級(hierarchy)現象與從第一性原理出發的格點QCD的計算結果相符合，揭示出高能核碰撞中熱化夸克膠子等離子體已經形成且強子相和夸克物質相為平滑穿越。最低能量與高能量在測量值和符號都顯示出明顯差異，意味著熱密核物質狀態方程發生了明顯的改變，3-20 GeV將是第二階段能量掃描搜尋QCD相變臨界點的重點能區。

RHIC-STAR是基于美國布魯克海文國家實驗室相對論重離子對撞機上STAR實驗的大型國際合作組，由來自13個國家67個單位的706位科研人員組成。該工作得到國家自然科學基金委重大項目、優青項目、科技部重點研發項目及中國博士后基金資助。

附論文鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.082301

（審讀人：俞云偉）