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　　極高能重離子碰撞可以產(chǎn)生一種新的物質(zhì)形態(tài)——夸克膠子等離子體（QGP）。人們認為，大爆炸之后的早期宇宙以及中子星內(nèi)部的物質(zhì)都處于QGP形態(tài)。在美國相對論重離子對撞機(RHIC)上進行的STAR重離子碰撞實驗，其中一個核心物理目標就是研究QGP的性質(zhì)以及它隨時間的演化過程。

　　輕原子核在高能重離子碰撞中的形成時間和過程與碰撞系統(tǒng)的性質(zhì)以及演化過程密切相關。因此，對輕原子核的研究一直是高能重離子碰撞實驗中的一個熱點課題。然而到目前為止，科學家們并未完全掌握它們的產(chǎn)生機制。實驗上，測量輕原子核的集體運動（集體流）與核子數(shù)的相互關聯(lián)，是研究輕原子核產(chǎn)生機制的有效途徑之一。 

　　近日，中科院近代物理研究所的科研人員參與RHIC-STAR實驗研究，利用STAR實驗在每核子對質(zhì)心能量7.7-39 GeV范圍內(nèi)收集的金-金碰撞數(shù)據(jù)，測量了氘核的一種集體運動——直接流（v₁）隨對撞能量、粒子快度以及橫動量的變化過程。 

　　測量結(jié)果表明，相比于質(zhì)子，氘核的直接流與對撞能量有更強烈的依賴關系。在重子化學勢最高的7.7 GeV，氘核的直接流隨快度的變化（dv₁/dy）遠強于質(zhì)子直接流的變化。當碰撞能量高于7.7 GeV時，質(zhì)子的dv₁/dy變?yōu)樨撝?，而氘核?/span>dv₁/dy為接近于0的正值。 

　　目前，兩種主流的理論模型，熱統(tǒng)計模型和核子并和模型，都無法完全解釋氘核和質(zhì)子的直接流的差異。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，在7.7 GeV和11.5 GeV，氘核的直接流在高橫動量區(qū)滿足核子并和模型的預期，但在低橫動量區(qū)，相比于質(zhì)子，氘核的直接流有著很強的增加，該效應仍然缺乏有效的理論解釋。 

　　同時，科研人員通過輸運模型（AMPT）對氘核的直接流進行了模擬研究。在模擬中，氘核通過核反應過程產(chǎn)生。然而，模擬結(jié)果無法描述實驗數(shù)據(jù)。 

　　該研究結(jié)果對研究輕核在重離子碰撞中的產(chǎn)生機制具有重要意義。相關成果發(fā)表在Phys. Rev. C 102, 044906 (2020) 上。 

　　文章鏈接：https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.102.044906 

　            　圖：質(zhì)子和氘核直接流與碰撞能量的關系（何熊宏/圖） 

　　                                              （核物質(zhì)相結(jié)構(gòu)室供稿）