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2016(实验)施梳苏副教授在相对论重离子碰撞集体运动的实验研究中取得重要进展

   最近我校物理科学与技术学院施梳苏副教授在相对论重离子碰撞集体运动的实验研究中取得重要进展,以主要贡献作者身份将相关研究成果发表在物理学科国际权威学术期刊 Phy. Rev. Lett. 116, 062301 (2016)上。

  在RHIC实验上观测到的鉴别粒子椭圆流的组分夸克标度性表明部分子层次的集体运动可能在相应能量的重离子碰撞中达到。由于统计量的局限性,多重奇异粒子Ω重子的椭圆流是否符合组分夸克标度性并不清楚。多重奇异粒子(Ξ, Ω)与ϕ介子是优于轻味组分夸克(u,d)粒子和奇异粒子的早期碰撞过程的探针。施梳苏副教授及其合作者将STAR组2010和2011年采集的约1000兆金金200 GeV碰撞数据合并起来,并利用2010年中美联合研制并安装的时间飞行谱仪(TOF)鉴别衰变子粒子从而提高多重奇异粒子和ϕ介子的信噪比,完成了多重奇异粒子椭圆流的精确测量。测量结果显示敏感于碰撞早期过程的多重奇异粒子的椭圆流与轻味粒子和奇异粒子的椭圆流在中横动量区间大小相当,而且均符合组分夸克标度性。这表明RHIC最高能量重离子碰撞中所形成的椭圆流大部分来源于部分子层次的相互作用。使得我们对RHIC最高能量重离子碰撞所形成系统的动力学有了更深入的认识。利用高精度的ϕ介子椭圆流测量结果,我们在低横动量区间ϕ介子与质子椭圆流的质量排序被打破。理论计算表明,这可以解释为两种粒子在强子-强子相互中所受到的影响不同。测量结果第一次从实验上观察到了椭圆流质量排序在ϕ介子和质子之间的违背。PRL审稿人这样评价该工作的重要性:“这是在相对论重离子碰撞讨论横动量微分的椭圆流质量排序破坏的第一篇文章。感谢文章作者利用2010和2011年采集的大统计数据所完成的多重奇异粒子的细致的分析。文章从实验上发现了被理论计算所预言的这一新现象。我认为这在本领域内有着广泛而重要的科学意义,因为椭圆流的质量排序本身就是在相对论重离子碰撞中发现理想流体的例证之一。当然,这一发现并没有破坏这一发现。反之,他增强了夸克胶子等离子体是理想流体的这一论断。加之多重奇异粒子的组分夸克标度性,当前的发现使得我们对相对论重离子碰撞所产生系统的动力学有了更加深刻的认识。”该研究成果得到国家重点基础研究发展计划973计划(2015CB856900)和国家自然科学基金(11475070)的资助。


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