重味強子的產生與QGP性質的研究

《重味強子的產生與QGP性質的研究》是依託中國科學技術大學，由張一飛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：重味強子的產生與QGP性質的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張一飛
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

重離子對撞中重味強子的測量精確度並不高，而且迄今為止從未直接測到過底夸克強子，目前發表的實驗數據都依賴理論模型來估計，置信度不高且統計和系統誤差都很大。由於重味夸克質量較大，其與介質的相互作用與輕夸克預期有顯著不同，且重味夸克強子的性質，如能量損失，流體運動參數等都跟碰撞產生的熱密系統性質緊密相關，因此重味夸克強子的定量測量是研究QGP物質特性的重要探針。重味物理是未來十年RHIC實驗的最重要的課題之一，是測量QGP物質熱化程度和驗證QCD理論的重要手段。底夸克強子測量的前提要求要對粲強子的產生有足夠精確的測量，將在2014年運行取數的STAR重味徑跡探測器HFT和不斷升級的RHIC對撞亮度，為實現這一物理目標提供了前所未有的條件。在本項目中，我們將抓住這一機遇，利用最先進的基於矽像素精細尋跡和頂點重建方法來精確定量測量開粲強子，並在此基礎上利用輕子道衰變長度區分本底的方法測量底夸克強子。

結題摘要

宇宙大爆炸理論認為，在宇宙誕生初期會產生一種夸克、膠子解禁閉的新物質形態——夸克膠子電漿（QGP）。高能重離子對撞實驗可以模擬宇宙爆炸初期的高溫高密極端條件。量子色動力學預言重味夸克主要產生在碰撞早期，對研究重味夸克與這種QGP核物質相互作用，研究QGP物質性質有非常重要的意義，同時實驗觀測也是檢驗QCD理論的重要途徑。 圍繞這一科學意義，項目組利用RHIC-STAR實驗數據及重味徑跡探測器的高位置分辨能力，精確測得粲強子譜的核修正因子和橢圓流，首次定量研究了開粲強子在核物質中的能損，為理論研究重味能損機制提供了重要的實驗依據。同時觀測到重味強子在高能下仍然參與集體運動，是粲夸克可能達到熱化的重要證據，並成功提取了高溫高密核物質的輸運係數等參數，為定量研究QGP物質性質做出了重要的工作。此外我們還首次提出了重味強子衰變輕子道粲底分離的分析方法，並從實驗上成功實現了電子道的粲底分離。 項目共發表文章7篇，包括2篇PRL。其中Phys. Rev. Lett. 113, 142301, 2014的工作被錄入本領域的白皮書，被引用140餘次。另一篇Phys. Rev. Lett. 118, 212301, 2017發表以來受到科學界廣泛關注，在美國Science Daily、Science Newsline、NBC news等媒體上進行了報導。