新办法助力跨能量标准原子核结构研讨

  中国科学院院士、复旦大学教授马余刚团队和美国纽约州立大学石溪分校教授贾江涌团队协作，在RHIC-STAR国际协作组初次依据高能重离子磕碰办法成像原子核结构。相关研讨成果近来发表于《天然》。《天然》同期对该文进行亮点介绍和要点推介。

  自卢瑟福1911年依据粒子对原子散射试验树立原子核式结构以来，原子核的几许学形状、核内包括的根本彼此效果力与动力学对称性一直是原子核有限多体量子系统及强效果计算物理研讨的重要前沿课题之一。

  研讨人员将两束重离子加快至挨近光速并产生对撞，由此产生退禁锢的夸克胶子等离子体（QGP）。共同以为，QGP是对应世界大爆炸后几个微秒的存在形状，QGP流体通过胀大冷凝和强子化后，产生很多末态强子。末态强子的动量空间多粒子相关与磕碰初始原子核的形状及核子的多体相关全体相关。这一进程相似高速摄像机的快门摄影，能够在必定程度上完结逆向瞬时成像原子核形状。

  研讨团队以挨近球形的金核-金核磕碰为基准，对原子核结构特征进行精准成像，定量提取了铀核-铀核磕碰中铀-238原子核的四极轴对称形变和三轴形变结构信息。

  成果显现，在相对论能量下，原子核会产生洛伦兹缩短，彼此效果保持的时刻为幺秒标准（约10-24秒），远低于试验室系下原子核量子涨落的时刻标准（约10-21 秒）。具有独特结构的原子核在极点中心对撞区间会出现不同的磕碰构型，这将影响初态能量堆积以及单位体积内的包括的能量散布在QGP几许空间中的各向异性散布。

  研讨团队一起探究了末态强子的团体流等3种不同的软探针观丈量，并比较了两种不同的流体动力学模型，准确束缚并定量提取了铀-238原子核的四极轴对称形变和轴对称破缺三轴形变的巨细。研讨团队发现，铀-238原子核基态具有较大的椭球形轴对称四极形变，与传统的低能试验丈量和理论研讨根本共同，为成像原子核结构供给了一种新办法。此外，研讨团队还证明了铀-238具有细小的轴对称破缺三轴形变自由度。