批准立项年份

2007

结合研究方向，简要概述本年度实验室取得的重要研究成果与进展，包括论文和专著、标准和规范、发明专利、仪器研发方法创新、政策咨询、基础性工作等。总结实验室对国家战略需求、地方经济社会发展、行业产业科技创新的贡献，以及产生的社会影响和效益。

围绕夸克物质信号及其性质和粒子探测新技术，本年度实验室在夸克物质理论、高能重离子碰撞实验、粒子物理与高能碰撞唯象学方面，以及硅像素及快电子学新技术研发上取得了重要进展。

夸克物质物理理论：（1）通过双强子以及强子-喷注的方位角退关联研究喷注横动量展宽效应。在高能核子核子碰撞的双喷注方位角分布的背靠背附近区域，基于强耦合跑动常数的微扰量子色动力学展开中， Sudakov大对数出现在所有展开项，导致双喷注方位角分布在背靠背附近区域发散，无法全面描述双喷注碎裂得到的双强子以及强子-喷注的方位角的分布。我们基于相关文献Sudakov重求和的理论研究，考虑了真空中胶子辐射的贡献，采用了Sudakov重求和技术消除了双喷注方位角分布背靠背区域的发散。核核碰撞中，夸克胶子等离子体介质多重散射而诱发喷注辐射胶子，使得喷注在介质中出现横动量展宽效应。与核子核子碰撞比较，这种介质效应是双喷注方位角分布出现退关联的根本原因。基于RHIC和LHC实验的相关数据，我们针对双强子以及强子-喷注的方位角退关联，如图1所示，通过计算拟合提取了喷注的横动量展宽数值。进一步结合BDMPS喷注能量损失模型，给出了喷注的输运系数。我们的数值结果表明，碰撞能量越高，喷注横动量越大，喷注的横动量展宽效应越不明显，与实验结果一致。相关结果发表在Phys. Lett. B773,(2017)672。（2）深入研究了中小X物理理论的横动量因子化的理论问题。通过对胶子横动量依赖的分布函数的定义和规范链的研究，我们将小X物理中所讨论的胶子分布函数和横动量因子化更加紧密地联系起来，并提出如何将两者在计算中做重整化从而匹配在一起。这为相关的唯象研究奠定了理论基础。相关结果发表在Phys. Lett.B 921, 104 (2017)。（3）发展了喷注和QGP演化相结合的模型（喷注-流体模型），细致地研究了整体喷注在QGP中演化以及喷注对QGP的激发效应（QGP对喷注的响应）。我们的喷注-流体模型包含了描述喷注在QGP中演化的输运方程和描述QGP的自身演化以及对喷注响应的流体力学方程。我们的研究发现：从喷注损失的能动量会在QGP中激发出额外的能量流动，这些能量经过在QGP中的热化过程和流体动力学的演化，有一部分在末态会留在整体喷注的锥内，而大部分会流到离喷注较远的地方。考虑喷注对QGP的激发效应对整体喷注测量的贡献以后，我们的计算结果很好地描述了LHC重离子碰撞实验中整体喷注产额和形状函数的核修正数据，成功地解释了CMS最新测量的整体喷注外围能量分布的增强现象。我们的研究表明，喷注外围能量分布的增强很可能就是喷注对QGP激发效应的一个信号。相关结果发表在Nucl.Phys. A967 (2017) 496-499；568-571；628-631。

高能重离子碰撞实验：（1）利用STAR实验2014年采集的1000兆金金200 GeV碰撞事件，完成了精度较高的D0介子椭圆流的测量，测量的结果表明粲夸克在碰撞过程的相互 作用中形成了集体运动，并且与其它含轻味组分夸克(u, d, s)的粒子一样符合组分夸克标度性。这表明在质心能量为200 GeV的金金碰撞中，粲夸克与轻味夸克一样可能已经达到完全热化。将数据与理论计算相比较，提取出粲夸克在热密物质中的扩散系数范围应该在2-12之间。这是目前重离子 碰撞实验中精度最高的D0 介子椭圆流的测量，为理解粲夸克在热密物质中的相互作用从 而研究新物质形态夸克胶子等离子体的性质提供了重要的实验观测。作为主要贡献作者的文章发表在Phys. Rev. Lett. 118, 212301 (2017)。（2）主导完成了p–Pb碰撞中向前块度区重夸克衰变缪子产生机制的研究工作。首次测量p–Pb碰撞中向前块度区重夸克衰变缪子的产生截面。以此为基础，分别计算了在质子和铅核碎裂区中重夸克衰变缪子的核修正因子，以及在质子和铅核碎裂区中重夸克衰变缪子间的产额比。研究结果揭示了冷核效应对低横动量重夸克产生的影响，而在高横动量区间的重夸克产生几乎不受冷核效应的影响。这表明在核-核碰撞中所观测到的高横动量区重夸克衰变缪子产额的强压低现象的确源于热密夸克物质效应的贡献，这为进一步明确重夸克在热密介质中的输运特性提供了有利参考。研究结果发表在Phys. Lett. B770 (2017) 459。（3）2012年始率先分析质子-质子碰撞中奇异粒子产生的多重粒子数的依赖，发现奇异粒子产额随带电粒子多重数的增大而增大。该增强行为表现出奇异夸克数目依赖性，即含奇异夸克数目多的重子的产额较含奇异夸克数目少的重子的产额随多重数的增加更为明显。这一测量与质子-铅碰撞结果高度一致，并在质子-铅碰撞中的高多重数事件中趋于铅-铅碰撞的测量值。这表明该现象与碰撞产生的末态系统相关。这是LHC近年在小系统研究中的最显著亮点成果之一。目前，没有尚没有一个理论模型能够很好地描述该实验结果。该研究结果发表在Nature Physics 13 （2017）535上。（4）利用ALICE 5.02 TeV质子-铅核碰撞的实验数据，首次对W产生截面对碰撞事件中心度的依赖关系进行了测量。测量结果表明在高横动量区 W 玻色子在质子-铅核碰撞中的产生截面经核子-核子碰撞次数标度后在误差范围内与质子-质子碰撞中一致，表明冷核效应对高横动量的 W 玻色子的产生的影响很小。这一结论与 LHC 能区的其它测量一致，为进一步认识核环境下的部分子分布函数提供了重要的实验参考。与此研究相关的论文已发表在JHEP 02 (2017) 077。

粒子物理：（1）首次发现双粲重子夸克模型预言的双粲重子存在与否是一个困扰粒子物理学家数十年的重要问题。华师LHCb团队和LHCb中国组共同协作，利用LHCb实验于2016年获取的数据，在末态中发现了质量约为3621MeV的新粒子，该粒子主要通过弱作用进行衰变，被确认为双粲重子【Phys. Rev. Lett. 119(2017) 112001】。因为双粲重子与质子、中子等普通重子内部结构迥异，研究双粲重子性质对理解强相互作用的本质有重要意义。 （2）质心系能量7和13 TeV的质子-质子对撞中产生截面的测量：华师LHCb团队利用2011-2015年获取的LHCb实验数据，分析了衰变过程，精确地测量了质心系能量分别为13和7TeV的质子-质子对撞中产生截面和微分产生截面，以及两个能量下微分产生截面的比率【JHEP 12 (2017) 026】。测量结果验证了基于量子色动力学FONLL微扰算法的理论预言。（3）和反常的新物理解释及其唯象研究：围绕最近LHCb、BaBar和Belle等重味物理实验发现的和反常，我们深入地探讨了各种可能的新物理解释，并给出了与这些反常相关联的一些物理量的理论预言。首先，我们详细地讨论了标量和赝标量算符对过程的影响。为了有效限制当前实验所允许的参数空间，我们考虑了最新的和、过程中的微分分布与轻子的极化不对称性以及介子寿命的限制。与通常文献【如Phys. Rev. D 91 (2015) 114028】的结论不同，我们发现，如若同时考虑左手和右手耦合，带电希格斯粒子是完全可以同时解释当前实验数据的，特别是和以及、过程中的微分分布；然而，总宽度的限制倾向于小一些的R(D*)。另外，我们还讨论了如何利用、过程中其它的物理量或者过和、过等过程，有效地区分标量和左手矢量流的可能性。这些结果将有助于我们进一步理解R(D)和R(D*)反常。相关研究成果发表在Phys.Lett. B771 (2017) 168-179;, JHEP 1702 (2017) 068。（3）B介子非轻衰变中端点发散问题的唯象研究：在采用共线因子化方案来处理B介子两体非轻无粲衰变时，会遇到所谓的端点发散。如何有效地处理端点发散问题是当前B介子物理中亟待解决的关键科学问题之一。围绕这一问题，我们重点做了两项工作。首先，为了深入地探讨旁观者散射图和湮灭图对过程的影响，我们结合最新的实验数据，对QCD因子化方案下所采用的用于参数化端点发散的参数进行了整体拟合。我们发现，这些唯象参数在可因子化的和不可因子化的湮灭图中的取值是非普适的；这与早前的在过程中得到的结果是一致的。利用所拟合的参数，我们还更新了对所有过程的理论预言；这将在将来的LHCb和Belle-II实验中得到进一步的检验。另外，考虑到动力学的自旋效应，我们研究了轻赝标介子的光前全息波函数在B介子纯湮灭过程中的唯象应用。由于Ads/CFT框架下给出的光锥分布振幅在端点区域以指数形式迅速地趋于零，通常所遇到的端点发散可以被显著的压低。数值上，我们对和过程的分支比的预言和当前的实验值符合得很好。同时，我们的结果显示过程的分支比要远大于过程的分支比；这与传统的QCD因子化方法和微扰QCD方法给出的结论明显不一致，但更接近于当前的实验值。未来高精度的实验测量将有助于进一步检验这一点。研究成果发表在： Phys.Rev. D95 (2017) no.9, 094025; Eur.Phys.J. C77 (2017) no.6, 415。（5）提出利用四顶夸克末态和顶夸克对加希格斯粒子（Higgs） 末态过程探测 Higgs 粒子衰变宽度和顶夸克的汤川耦合系数。和现有方法不同，我们的方法不依赖对Higgs衰变宽度的假设，而通过测量四顶夸克末态直接得到顶夸克汤川耦合耦合常数。另外，由于 Higgs 宽度较小，小于LHC实验能量的分辨率，因而实验上是通过干涉效应来测量 Higgs 粒子的衰变宽度，我们的研究指出可以联合四顶夸克末态和双顶夸克加 Higgs 粒子产生过程提取 Higgs 粒子衰变宽度的信息。研究成果发表在 Phys. Rev. D95 (2017) 053004。工作发表后，引起了大型强子对撞机 CMS实验组的注意。最近CMS实验组利用文章所提出的方法，通过分析13 TeV质心系能量 35.9 fb-1的质子质子对撞数据，得到了顶夸克的汤川耦合常数的最新测量结果。

探测器与核电子学技术的研发：（1）CEPC预研顶点探测器芯片设计与测试：在国家重点研发项目（项目号2016YFA0400400）支持下为CEPC顶点探测器设计的芯片第一款原型芯片MIC4，参考了LHC上ALICE实验中使用的ALPIDE芯片的设计并根据CEPC的需要进行了改进。其中一半的像素（128×32）以及全部的外围读出电路为华中师范大学硅像素实验室设计，另外一半的像素由高能物理研究所设计。为了达到3µm的单点空间分辨率，我们通过改进像素地址读出方式将像素的面积减小到25µm ×25µm，预计其空间分辨率将小于ALPIDE使用28µm ×28µm所达到的5µm。同时，通过增大配置电流，可以使信号上升时间变短，便于快速读出，且更抗辐射。芯片设计于2017年5月份提交流片，12月份芯片返回并开始测试。上图为芯片的照片。目前已对芯片的配置模块、DAC模块、bandgap模块、LVDS发送机模块、并行数字读出模块等外围模块进行了测试。这些模块都基本上实现了设计目标。同时，也发现了一些设计中没有考虑到的小的问题需要在下一版中改进。我们也对硅像素实验室设计的像素的阈值和电子噪声进行了测量。初步结果显示像素阈值一致性较好，可调范围大，平均电子噪声为6e，与ALPIDE所达到的5e相当。（2）无中微子双贝塔衰变实验高压气体TPC读出原型设计：针对无中微子双贝塔衰变实验高压气体TPC读出的要求设计了原型芯片Topmetal-S，该芯片只有一个电极，电极的直径为1mm，电极的后面连接一个低噪声的电荷灵敏放大器，之后是一个16位的sigma-delta ADC，经测试，该芯片的低噪声的电荷灵敏放大器能够达到30个电子的等效噪声，ADC的有效位可达到14位，同时使用探针卡对芯片进行筛选和分级，之后对芯片进行了小规模的组装，原型芯片Topmetal-S，制作了由19芯片组成的读出平面。（3）12路10G光发送接受模块设计与测试：基于ASIC芯片自主设计与模块自主设计两大方向的并行10Gbps+/ch光发送接收模块的研发，具有广泛的应用前景及重大的科研意义。其中ASIC设计方向包括单通道速率超过10 Gbps的激光器驱动芯片 (VCSEL driver) 设计与光电二极管(Photodiode, PD)后端接收芯片(TIA + LA)设计。在已有的驱动、接收芯片研究基础上，目前课题组已经在55 nmCMOS工艺上成功流片并测试了两款12通道12 x 10 Gbps/ch激光器驱动芯片及PD接收芯片，目前电测试结果成功验证了两块芯片的模拟核心功能，发送和接收芯片均展示了干净、清晰的10 Gbps电眼图，并通过了眼图Mask测试，技术指标均符合预期并达到测试指标。

天体物理与复杂性：(1)超亮超新星的中心能源研究：基于对31个超亮超新星样本热光度演化的拟合，我们得到了这些样本的中心磁星磁场强度与初始旋转频率和抛射物质量与动能，并对它们进行了统计分析（Yu et al. 2017,The Astrophysical Journal,840,12）。我们发现这些磁星的磁场强度主要处在1到10倍电子临界磁场（Bc~4*10^13G）的范围，与伽玛暴中心磁星的磁场强度（>10Bc）恰好存在连续的过渡，显示出两种现象之间内在的联系以及磁场在导致喷流形成中可能扮演的重要角色，为这些不同的恒星爆发现象提供了统一模型解释的线索。另外，我们还发现，超亮超新星中心磁星的磁场在~5Bc处可能存在一个区分两种亚类的分界，相对较强和较弱的磁场在观测上分别对应快速变化和缓慢变化两种超亮超新星光变曲线。2）重复性快速射电暴FRB121102的中子星起源研究:基于本年度最新的观测发现，我们在“重复性快速射电暴FRB 121102可能来自于爆发诞生的年轻中子星的活动”的设想下，利用该快速射电暴的色散量、辐射频率、持续射电的流量等观测量对该中子星的年龄进行了限制，结果显示其年龄在100年左右（Cao et al. 2017 The Astrophysical Journal Letters,839, 20）。我们还进一步具体研究了该中子星星风与星际介质相互作用产生持续射电辐射的参数条件。文章发表在The Astrophysical Journal, 838, 2017，7。（3）I型X射线热核暴及引力波的中子星物理：热核暴是吸积中子星的一种爆发现象，中子星表面及壳层结构、贝塔衰变和电子俘获过程都会影响X射线暴的产生深度和暴的性质，我们提出偏离平衡的Urca shell会发生在中子星壳层，我们给出了这种Urca shell过程的计算方法及可能的计算结果（Phys. Rev. C 95, 065802 (2017)）。引力波被探测具有广泛的意义,一个重要的方面它可能对中子星状态方程进行限制。另一方面演化的中子星可能是重要的应力波源，我们研究宇宙中中子星引力波背景辐射，可能是未来可探测的引力波信号，更进一步对中子星状态方程限制。研究成果发表在PHYSICAL REVIEW D 95, 083003 (2017)。（4）非平衡传播系统的相变行为研究：引入遗忘-记忆机制，对传播系统的临界行为进行了更为细致的分析和描述，给出了部分精确结果，估计了相变的临界温度。【PHYSICAL REVIEW E 95, 042306 (2017)】。(5) 人类语言复杂系统的量化研究：选取印欧语系中的10种语言，研究了对应文本中词语长度分布的规律。我们发现，英语、法语、荷兰语、德语、瑞典语、挪威语满足Poisson模式，芬兰语、葡萄牙语、西班牙语、意大利语则符合Wigner模式。同时，基于分级统计分析（Level Statistics）的思想，对这种分类给予了相应的理论解释，文章发表在,Physica A 481, 167 (2017)

概述实验室本年度科研任务总体情况。

围绕强相互作用相图，实验室有20名研究人员作为骨干成员参与国家重点基础研究发展计划3项（主持课题两项），“973计划“项目3项，主持三个973课题，研究不同能区强相互作用相结构的性质 。

加强与国外同行交流，主持承担科技部国家国际科技合作专项“超相对论重离子碰撞中热密物质性质合作研究”；引进外“智”，主持承担教育部和国家外国专家局高等学校学科创新111引智计划“夸克物质物理创新引智基地”（2013－2017）；聘请一批知名学者为华中师范大学名誉教授、客座教授、特聘教授，开展国际合作。

主持承担千人计划和青年千人计划项目，国家自然科学基金创新研究群体基金、优秀青年基金项目，两项重点项目，及多项面上和青年基金项目。以群体成员为骨干，带领实验室成员围绕实验室重点研究方向开展研究。

主持国家自然科学基金国家基础科学人才培养基金，吸引本科生参加科研训练、学生的科研素质。

2017年，实验室在争取科研项目方面发挥学科优势，获批各类资助项目数量和金额都有突破。2017年共获批各级各类项目22项，立项经费2360.7万元，其中国家级项目17项，立项经费2344.3万；横向及其他省部级项目经费16.4万。2017年实验室一共承担在研项目61项，全年到账科研经费1992.2万元。

序号

姓名

类型

性别

年龄

国别

工作单位

在实验室工作年限

实验室依托“夸克物质及其探测技术“国际科技合作联合研究中心（科技部2015批设）“、“理论物理”国家重点学科、“物理学”博士后流动站、 “夸克物质物理”教育部和国家外专局111创新引智基地、”华中师范大学硅像素实验室“、“高压缩重子物质物理实验” 法兰克福大学赫姆赫兹-华中师范大学国际中心，以及RHIC/STAR、LHC/ALICE和LHC/LHCb、FAIR/CBM四个大型实验国际合作组平台，大力推动学科建设与人才培养。

2017年度推行实施国家双一流学科建设规划和实施方案。组织申报物理学国家一流学科，最终被列入学校强化建设规划。特别是与本实验室相关的二级学科“粒子物理与原子核物理“、”理论物理“、”无线电物理“均被列为物理学一流学科重点加速推进建设的重中之重。制定了五年和中长期和发展规划和每年度实施计划，正在从拔尖创新人才培养、师资队伍建设、提升自主创新和社会服务能力、文化传承创新和国际化全方位发展方向而努力。体现了学校政策倾斜和管理创新的新特点。

2017年围绕学科发展和科学研究，依托硅像素实验室、新型粒子探测器和快电子学等实验平台，快速推动TopMetal硅像素设计及应用研究出现快速发展势头；启动CEPC预研顶点探测器芯片设计研究与测试；提出开展无中微子双贝塔衰变实验研究并已启动高压气体TPC读出原型设计；以及开展12路10G光发送接受模块设计与测试研究等新的研究主题和实验发展方向。全面启动ALICE实验硅像素探测器ITS升级研究和muon径迹探测器MFT研制。

在引进人才和科技融智方面， 中组部千人计划许怒教授和王新年教授续签新的十年协议，学校投资一亿五千万元发展物理学科，使得学科规划与发展更具稳定性。至此，本实验室有2名千人计划专家，2名国家杰青、1名长江学者特评教授、4名青年千人学者、两名优青、2名优秀博士论文获得者、4名楚天学者，以及若干名学校引进高层次人才。

聘请有来自美国的国际著名的理论核物理学家、国务院学位委员会授予名誉博士的LarryD. MeClerran教授，华中师范大学“桂质廷”讲席教授Peter Braun-Munzinger（国际资深的高能实验核物理学家、欧洲科学院院士、德国GSI 赫姆霍兹教授、EMMI 科学部主任），华中师范大学“卞彭”讲席教授（国际著名理论物理学家、美国哥伦比亚大学教授、匈牙利科学院外籍院士Miklos Gyulassy，德国Bielefeld大学资深教授、美国BNL格点规范理论组首席科学家Frito Karsch 教授，国际著名的粒子探测器和硅像素技术专家LucianoMusa高级科学家（欧洲核子研究中心CERN高级科学家成员和CERN 顾问专家组成员，多个国际大型实验中心顾问委员会专家组成员，ALICE实验硅像素探测器负责人和ALICE管理委员会成员）等10多位来自国外的特聘和客座教授，极大地充实了团队实力，展现更加开放的国际化程度，推动了学科在新的课题和实验方向的发展。从海外新引进三名国际一线拔尖青年才俊，新增核结构物理发展方向。

简要介绍实验室人员承担依托单位教学任务情况，主要包括开设主讲课程、编写教材、教改项目、教学成果等，以及将本领域前沿研究情况、实验室科研成果转化为教学资源的情况。

2017年实验室人员参与主讲了“力学”、“热力学与分子物理”、“电磁学”、“分析力学”、“光学”、“原子物理学”、“电动力学”、“量子力学”、“统计物理”、“固体物理”、“数学物理方法”、“数值计算”、“模拟电子技术”、“通信原理”、“一（二、三）级物理实验”等专业必修课，几乎囊括物理学师范和物理学基地班专业所有专业必修课。其中郑小平教授的“统计物理”为省级精品课程,侯德富的“原子物理”获第二期湖北省“来华留学英语授课品牌课程”。实验室人员还开设了“粒子物理导论”、“高能物理实验方法”、“粒子物理与宇宙学”、“量子理论II”、“概率统计和计算机模拟”、“广义相对论导论”、“统计物理与复杂系统动力学”等理论物理、粒子物理和原子与分子物理、天体物理方向的专业选修课程。2017年实验室人员继续参与了本科教学国际化建设，开设有五门全英语教学课程，包括侯德富“原子物理学”、裴骅“力学”、程筠“热力学与分子物理”、Toru Kojo“量子力学II”和“高等量子力学”以及双语教学课堂“光学”、“电磁学”、“量子力学”、“数学物理方法”、“原子物理学”、“高能物理导论”、“现代物理导论”、“统计物理”、“通信原理”等。Paolo开设粒子物理与原子核物理和理论物理两个专业的研究生必修课《粒子物理》和本科生《宇宙学和粒子物理》两门全英文教学。

1. 强化研究生培养质量的提高和提高博士后人员国际化程度

2017年度，实验室继续大力推进我校“华博”计划和“2011协同创新中心研究生培养与资助计划“等措施的实施力度，强化“本-硕-博连读“一条龙和“硕-博连读”培养方案常态化、正规化。在经费资助上实行与国家奖学金配套资助原则。继续推行研究生联合培养国际化，推荐优秀研究生申报国家留学基金委奖学金和学校专款资助相结合，带着课题出国合作研究，进行博士生联合培养并授予双边博士学位项目的实施。加强专设2011协同创新中心招生计划，提高生源质量，实施与协同中心成员单位实施课程和考分互认。改进重点实验室创新开放基金以及优秀者跟踪资助计划，集中财力资助校外优秀青年学者。继续推行国家-学校-重点学科-合作导师联合资助优秀博士后制度等系列人才培养和资助措施，本年度增加国合中心【“夸克物质及其探测技术国际联合研究中心（科技部2015）】“和学校交叉学科建设力度，推进了优秀博士后的资助力度。这些举措进一步推进了实验室的人才培养，以研究生打头发表高级别物理学杂志(JHEP、Phy. Lett. B、Phy. Rev. C和D等)文章多篇，在大型实验国际合作研究方面以研究生为主要分析作者被合作组批准preliminary物理结果多个。实施系列激励措施初见成效。

2. 继续抓紧在编人员的发展与深造，提升团队整体研究水平。

继续实施对引领实验室发展的学术带头人、课题组长和青年拔尖人才的重点支持和资助。对其个人发展、科研经费配套、出国合作和深造、业绩奖励、课题组人员配备和科研环境改善等给予重点倾斜，促成高水平人才平等竞争机制的运行管理。系列措施收效显著，正在促成实验室在编人员科研水平的稳步提升。

3. 大力推进公平竞争机制，实施业绩评估和目标考核管理制度

实验室进一步推进公平竞争机制。实验室创新推行学科领军和拔尖人才岗位全球公开招聘，提供优厚年薪和人才科研启动经费；职级的聘任和晋升以业绩、贡献和创新能力为核心的评价机制；试用期为非固定岗位（Tenure-Track）和目标考核不合格解聘制度。营造宽松科研环境，确保引进人才各尽其才、各施其能。

1、STAR课题组研究生何澍研究了 UrQMD 模型中金金碰撞实验能量在 7.7 至 200 GeV 下的质子数累积量及关联函数的接受度依赖。研究中我们通过将累积量表示为关联函数的线性组合，发现表示二粒子关联的关联函数由于重子数守恒效应总是表现为负值。进一步的研究发现，累积量以及关联函数的接受度变化趋势可由其随质子数平均值的大小的变化解释。在与 STAR 实验数据的比较中我们发现实验上出现的质子数关联函数的非单调能量依赖无法由 UrQMD 计算得到，因此我们建议在寻找 QCD 临界点的实验中，可寻找约化质子数关联函数在接受度依赖如快度依赖方面的证据。研究发表在 PLB 744 623-629 (2017)

2、ALICE课题组李双在博士期间主导完成了p–Pb碰撞中向前块度区重夸克衰变缪子产生机制的研究工作。首次测量p–Pb碰撞中向前块度区重夸克衰变缪子的产生截面。以此为基础，分别计算了在质子和铅核碎裂区中重夸克衰变缪子的核修正因子，以及在质子和铅核碎裂区中重夸克衰变缪子间的产额比。研究结果揭示了冷核效应对低横动量重夸克产生的影响，而在高横动量区间的重夸克产生几乎不受冷核效应的影响。这表明在核-核碰撞中所观测到的高横动量区重夸克衰变缪子产额的强压低现象的确源于热密夸克物质效应的贡献，这为进一步明确重夸克在热密介质中的输运特性提供了有利参考。研究结果发表在Phys. Lett. B770 (2017) 459。

3、粒子物理课题组：目前，LHC上虽然没有超出粒子物理标准模型的新物理存在的直接证据，但是在味物理中，有一些新物理的间接信号，比如在B介子衰变和过程中，观测到了轻子味普适性破坏效应。课题组研究了能够同时解释这两个过程中观测量反常的标量和矢量leptoquark模型，详细考察了这两个模型对衰变的影响，并且对的形状因子采用格点QCD和QCD求和规则两种结果进行对比。结果发现，这两个模型对该过程中所有观测量的效应极其类似，即对分支比及比值都有几乎相同数量的增强，而对轻子和重子的极化，以及轻子的前后不对称性没有影响。此外，除了该过程的分支比以外，其他所有观测量对形状因子都不敏感。课题组张欣博士等的研究成果发表在JHEP02(2017)068上。

4、夸克物质物理组：  近些年来，随着相对论重离子碰撞机（RHIC）和大型强子碰撞机(LHC）的建立和不同碰撞能量下相对论重离子碰撞实验的进行，探索夸克胶子等离体和研究其性质已经变为了一个国际性的研究课题。喷注淬火现象的研究作为QGP性质研究的方向之一，受到了人们的广泛关注。喷注淬火的现象是由于碰撞初期产生的喷注硬部分子簇与碰撞中所形成热密介质中的组分相互作用而损失能量所导致的。为了描述硬部分子与介质之间的相互作用，理论学家们提出了不同的部分子能量损失机制，并且基于流体动力学提供的介质背景信息，发展了相应的输运模型。这些工作虽然在某种程度上能够很好地解释实验上末态观测量，但是存在着不少的假设和限制条件。

  为了更加真实准确地描述喷注介质相互作用，我们采用CoLBT-hydro模型-线性玻尔兹曼输运模型（LBT）和3+1维流体动力学模(CLVisc)的耦合。其中，喷注部分子在QGP中的输运过程由LBT模型进行模拟。部分子的能动量损失不仅包括了弹性能量损失，而且还加入了介质诱发胶子辐射所导致的非弹性能量损失。反冲部分子输运过程的引入完善了喷注簇流部分子在热密介质中输运物理图像。“负”部分子的考虑保证了碰撞过程中整体的能动量守恒。其次， 喷注部分子输运过程和喷注诱发介质激发过程同步模拟，不仅考虑了部分子能量损失引起的介质激发所导致的能动量重新分布，而且还顾及了该分布对随后喷注部分子自身输运过程的影响。在逐个事件模拟过程中，我们考虑了介质初始横向与纵向能量密度涨落效应，初始喷注部分子的产生位置及四动量分布等对末态物理量的影响。

我们采用CoLBT-hydro模型计算了RHIC碰撞能量下由光子喷注事例产生的强子谱， 其中末态强子谱首次由与介质相互作用的高能部分子簇形成的强子以及由喷注引起的介质激发所形成的强子两部分组成。CoLBT-hydro模型关于直接光子强子关联的计算结果很好地描述了由于硬部分子能量损失所导致的大横动量强子谱压低的STAR实验数据。而且还成功预测了PHENIX实验中由于喷注引起的介质激发所导致低横动量强子产额的增加。我们计算了在不同中心度Au+Au碰撞下，不同的触发光子横动量范围内，喷注碎裂函数修正因子关于变量$\xi$的分布情况，发现强子产额从相对增加到压低的过渡点对应的强子横动量为常数$p^h_T\sim 2$ GeV/c。该值不依赖于初始时刻产生的喷注部分子（或者直接光子）横动量区域和碰撞中心度的选取。导致这种现象的原因是喷注诱发的介质激发所形成的低横动量强子满足热力学分布， 携带着平均的热能量只依赖于热密介质的性质，与初始喷注部分子的选取无关。另外， 我们也计算了在p+p和$\sqrt{s}=200$AGeV下0-12\%的Au+Au碰撞下不同强子横动量范围内直接光子强子角关联， 发现低横动量强子产额增加并且在喷注方向上的方位角分布有着明显的增宽，其范围甚至覆盖$\pi/3<|\Delta \phi_{\gamma h}-\pi|<\pi/2$大方位角区域。此外，由于硬部分子损失能动量沉积所引起的扩散流作用，沿着喷注反方向的低横动量的强子产额变小。

W.~Chen, S.~Cao, T.~Luo, L.~G.~Pang and X.~N.~Wang,

  %``Effects of jet-induced medium excitation in $\gamma$-hadron correlation in A+A collisions,''
  Phys.\ Lett.\ B {\bf 777}, 86 (2018)
  doi:10.1016/j.physletb.2017.12.015
  [arXiv:1704.03648 [nucl-th]].

5、复杂系统课题组：本文系统研究了信息传播的遗忘-记忆机制(FRM)。这些信息可以指代特定网络中传播的病毒、舆论等。由于可以根据不同的情形去指定该机制中的记忆和遗忘函数的形式并调节它们的参数，该机制下的传播动力学被大大丰富并自动包含SIS和SI模型。导出该机制的主方程后，通过引入记忆和遗忘因子并应用平均场方法，得到的演化方程揭示了系统如何到达稳态。根据现实中病毒与舆论等传播的规律，可以引入线性和指数形式的遗忘-记忆函数并计算出相应的个体遗忘时间分布和记忆时间分布的解析形式，这些结果可以增进我们对流行病病毒传播其时间特性的了解。对于具有时间依赖的遗忘和记忆函数，FRM模型的稳态中则存在着与遗忘-记忆参数相关的相变。以疾病传播为例，这些相变预示着疾病的爆发。我们证明了SIS模型下的平均场临界传播速率以及SIR模型下的临界传播速率分别是FRM模型的临界传播速率的下界和上界。

Physical Review E 95, 042306 (2017)。题目为“Spreading dynamics of forget-remember mechanism”，研究领域是非平衡相变。

请列出实验室在本年度内参加国内外学术交流与合作的概况，包括与国外研究机构共建实验室、承担重大国际合作项目或机构建设、参与国际重大科研计划、在国际重要学术会议做特邀报告的情况。请按国内合作与国际合作分类填写。

1. 参加大型实验国际合作组，开展实验和理论的合作研究

参加RHIC/STAR、LHC/ALICE和LHCb、FAIR/CBM、兰州CSR外靶合作组CEE和北京正负电子子对撞机BEPC等六个大型国际性合作实验，以及美国“喷注物理”、中国－匈牙利和中国－法国FCPPL双边联合实验室合作，开展高能核物理和粒子物理的实验和理论研究。执行科技部973项目和973课题、新批科技部重点研发计划重点国际合作专项“LHCb实验研究“项目；执行国家自然科学基金委重点项目等国际合作研究任务。

2. 与国外大型实验中心和实验基地合作建设国际联合研究中心和合作基地

与美国布鲁海克文国家实验室BNL、伯克利国际实验室LBNL、欧洲核子研究中心CERN和ALICE国际合作组、德国GSI国家重离子实验室等开展合作研究，建立国际联合研究中心和合作基地。执行2015年科技部批准的国家级“夸克物质及探测技术”国际联合研究中心运行计划。

3. 参加国际会议做报告 50余次，做邀请报告 10余次

简述实验室本年度在科学传播方面的举措和效果。

面向本科生和研究生举办物理学前沿专题讲座，激发学生热爱物理科学兴趣。2017年组织邀请了40余名国内外著名专家到我室做交流指导并做学术报告，给物理学院新生、大二学生、研究生等宣讲物理学前沿动态等，听众达2000余人次。举办了暑期夏令营，此举措吸引了一批优秀学生报考我校物理学科和实验室研究生。

简述本年度实验室大型仪器设备的使用、开放共享情况，研制新设备和升级改造旧设备等方面的情况。

（1）芯片设计集成平台

实验室设计集成平台由计算机集群，服务器，植球机、绑线机、探针台及电路设计和各类仿真软件组成。该平台于2011年开始筹建，主要用于ASIC电路设计及电路仿真，以及大面积硅像素探测器的集成与测试。实验室装备了面积为120平方米左右的万级洁净室和面积约100平方米的千级洁净室，并且具备接地、供气、恒温恒湿等功能；装配了高精度硅像素芯片集成和检测平台（ALICIA-6）、大行程高精度自动化绑线机（F&K Delvotec G5 64000）、焊线拉力测试机（DAGE-4000）和拌料脱泡搅拌机（THINKY ARE-310）等关键设备。结合实验室建设的金工车间，可实现探测器研制与组装。

2016年起，实验室致力于CEPC实验硅像素芯片的预研工作和ALICE／ITS升级的硅探测器模块的预研建造任务。自2017年10月份启动ALICE ITS探测器模块的预生产，并于2018年4月份启动了正式生产，预计2019年5月份完成建造任务。

（2）读出电子学平台

实验室读出电子学平台由电路读出板，示波器、信号分析仪、逻辑分析仪等测量仪器，红外热像仪，微焦点X射线源和服务器组成。该平台于2012形成规模，主要用于Topmetal系列芯片和其它硅像素探测器的测试工作，包括电学测试和射线源测试。2016年起开展Topmetal系列芯片，MIC系列芯片和ALPIDE芯片的性能测试及高性能读出电子学的设计和验证。开发了升级过的像素芯片专用的读出板HPDAQ2。

（3）探测器测试平台

实验室探测器测试平台由多种放射源、配气系统、高低压电源系统、塑料闪烁体、多种光电读出探测器、小型晶体电磁量能器、小型取样型电磁量能器、小型多丝正比室、小型时间投影室、RPC飞行时间探测器(TOF)和由VME、NIM模块和定制的电子学读出单元组成的电子学读出系统组成。该平台于2012年建成，主要用于:测试和研究新型量能器材料的性能；测量不同气体和混合气体的性

能，研究粒子与不同气体的相互作用性质；测量和研究不同光电读出器件的性能；开发和检测新型探测器读出电子学读出系统等。2015年完成ALICE Run2运行升级探测器DCAL/EMCAL 和PHOS探测器的一种新型读出系统的研发和投入ALICE实验取数使用和运行维护。2016年都主要运用该平台实时监测我们研制的系统在LHC-ALICE实验中的运行状态。2017年建成三层的单片ALPIDE望远镜测试系统，利用宇宙线开展ALPIDE硅像素芯片的性能研究等。建成了采用Topmetal芯片的束流监测器。

（4）高性能计算平台与核科学计算中心建设进展

实验室高性能计算平台从2004年至2014年分四期建成。具有计算核数共1216个，存贮空间总计480TB,主要用于实验数据分析、蒙特卡洛模拟和理论计算。该平台已与国际连接成为网格站点。平台对实验室成员和合作者开放。

为了核科学中的格点QCD和正在快速发展的中高能核物理实验特别是国际合作网格计算需求，实验室自2016年起正式启动建设高性能核科学计算中心（NSC3），计划规模为理论峰值为1PFlops/s, 储可用空间400TB。建成后将成为国内首家在高能核物理领域的格点计算中心和高能物理实验网格计算节点。2016年： 电力系统升级招标完成，投入经费约47.8万元； 原库房搬迁完成,投入经费约26万元。

    2017年电力升级改造完成，计算中心现有双路电源——一路为1000kVA，一路为400kVA，可保证计算中心服务器7x24小时不间断运行；机房辅助建筑建设已完成并通过验收（投入~150万元）；机房装修项目招投标工作完成，合同价为～61万；UPS设备招投标工作完成，合同价～37万元； 机房冷却系统项目及计算服务器项目在均于10月份完成招投标工作，合同价分别为～354万元及～1250万元，正在实施安装。2017年总投入约2千万元。预计2018年9月份计算中心可以全面投入使用。

依托单位年度考核意见： 考核通过， 学校将从人才引进、实验室建设、资金支持、人才培养等方面加大支持力度，为争取成为国家重点实验室创造条件。

依托单位负责人签字：

  （单位公章）  年 月 日