模拟宇宙大爆炸，武科大团队加入国际实验组探寻“夸克”踪迹
长江日报2023-04-22 20:08
长江日报大武汉客户端4月22日讯（记者陈晓彤 通讯员程毓）4月21日，长江日报记者从武汉科技大学获悉，该校理学院李汉林教授团队正式加入STAR实验国际合作组，将与国内外60多所知名高校合作，开展相对论重离子碰撞实验中夸克胶子等离子体性质研究等工作。
据介绍，STAR是位于美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）上的一项大型综合性实验装置，其主要物理任务是通过两束接近于光速的原子核对撞，产生类似宇宙大爆炸早期宇宙的夸克胶子物质形态——夸克胶子等离子体（QGP），研究它的性质及量子色动力学相结构等重要物理基础问题。
STAR探测器。（图片来自美国布鲁克海文国家实验室）
李汉林告诉记者，探索物质微观结构原理和宏观宇宙起源始终是人类文明的重要发展方向。目前，人们认为夸克和胶子是组成物质的基本粒子，然而由于夸克禁闭，人们在自然界中没有观察到自由存在的夸克。
根据有限温度下格点量子色动力学理论，在高温高密极端条件下，强子物质中夸克会解禁闭形成一种特殊的物质形态：夸克胶子等离子体，它被认为是宇宙大爆炸早期存在的物质。寻找夸克胶子等离子体这种新物质形态以及对其性质的研究，是当前高能核物理非常重要研究领域之一。
STAR实验组是国际上最早确认夸克胶子等离子信号的实验组之一，在探寻夸克胶子等离子信号性质的过程中取得了一系列重要成果：包括最早观察到夸克物质喷注淬火信号及部分子层次集体运动并最先确定夸克胶子等离子体的存在；对夸克胶子等离子相变临界点关键的基础特性参量给出最精确的约束限定等重要成果。这些重要发现推动了人类对物质的基本构成和运行规律的认识，对人类文明及物理学发展起了非常重要作用。
近8年来，李汉林和STAR实验组重要成员美国普渡大学高能物理实验组进行了密切合作并取得了丰硕成果，其中包括探究高能重离子碰撞中强子各向异性流质量标度反常行为、重夸克椭圆流的产生特性、手征磁效应信号背景研究、同量素碰撞探究核子结构新方法等。部分成果两次在物理学顶尖期刊《物理评论快报》（Physics Review Letters）上发表，为STAR实验组提供了重要理论支持并对其实验结果给出了重要预测。正因为前期的友好合作和取得一系列重要科研成果的积累，让团队最终受到推荐并成功申请为STAR实验组正式成员。
目前，STAR实验国际合作组由来自15个国家共68家单位的科研人员组成。国内高校包括清华大学、中国科学院上海应用物理研究所、中国科学技术大学、中国科学院近代物理研究所、复旦大学、华中师范大学、山东大学等9所高校参与。武汉科技大学是湖北省唯一进入该国际合作组织的省属高校。进入合作组后，团队将重点分析相对论能量下金核—金核碰撞和同量素碰撞中各向异性流的实验数据，同时参加STAR实验组的日常学术研讨会以及国内外高校间的学术交流。
李汉林教授（中）和团队研究生。
李汉林教授2011年入职武汉科技大学，现为博士生导师，长期从事高能重离子碰撞唯象研究和教学工作。此次成功加入STAR实验国际合作组织，是对其团队学术水平的肯定，也是对武汉科技大学在该领域学术地位的充分认可，对推进武汉科技大学“一流学科”建设及培养具有国际竞争力人才有重要作用。
【编辑：赵可】
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