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2014(理论)强子相到夸克胶子等离子体相的转变温度

现有宇宙理论认为宇宙“大爆炸”后的极短时间内会形成极高能量密度、温度的“夸克胶子等离子体”相态然后冷却转变为禁闭的、自然界中可观察到的强子相态,例如质子和中子。计算强子相态到夸克胶子等离子相态的转变温度能加深我们对宇宙在大爆炸后演化的理解。我们第一次利用了保持量子色动力学(QCD)基本对称性——手征对称性(即左手夸克与右手夸克相互交换但不会改变QCD方程)的计算方式,得到了约在140亿年前宇宙诞生过后瞬间的温度约为155兆电子伏特——即大概为11万倍于太阳中心的温度。研究结果发表在2014年的《物理评论快报》上(Phys.Rev.Lett. 113 (2014) 082001),并被美国物理学会《物理·观点》(Physics·Viewpoint)栏目进行了专题报道。

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图:手征磁化率随温度的变化关系。利用在格点上具有手征对称性的作用量(Domain Wall Fermions)确定QCD物质相转变温度为155MeV。

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