中美印科学家确定从普通物质到夸克物质的相变温度

2011年06月27日  　来源： 新华网

　　新华网合肥６月２７日电（记者徐海涛）中国、美国、印度３国的４位科学家日前联手“烹制”宇宙大爆炸“夸克汤”，在全球首度确定了从强子物质（即普通物质）到夸克胶子等离子体的相变温度约为１７５百万电子伏特，相当于２万亿摄氏度。该成果对于人类研究早期宇宙具有重大科学意义。

　　６月２４日出版的美国《科学》杂志以“量子色动力学相图的标度”为题，发表了他们的研究成果。论文的第二作者，中国科学技术大学２００８级博士研究生罗晓峰是５位作者中唯一的学生，论文中的实验数据与统计分析由他完成。

　　罗晓峰说，宇宙初生时，亿万物质是一锅由自由的夸克和胶子组成的浓稠的“汤”，俗称“夸克汤”，即夸克胶子等离子体。寻找夸克胶子等离子体存在的证据并研究其基本性质，对研究早期宇宙具有重要意义。

　　２０００年以来，科学家们利用美国布鲁克海汶国家实验室中的相对论重离子对撞机（ＲＨＩＣ）进行实验研究，发现了一些夸克胶子等离子体形成的证据。但是从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度尚不清楚。

　　前不久，中美印科学家组成的合作小组，研究分析了ＲＨＩＣ对撞机上ＳＴＡＲ探测器采集到的大量实验数据，在世界上首次把测量到的净质子数分布的高阶涨落，与格点量子色动力学的计算结果进行比较，从实验上直接确定了重子数密度为零的情况下从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度。

　　该相变温度是强相互作用物质相图的一个基本标度，对研究强相互作用物质的整体性质以及相变结构有着重大的科学意义。ＳＴＡＲ国际合作组发言人许怒研究员说，合作小组所采用的研究方法为定量研究重离子碰撞中产生的高温高密物质性质开辟了新方向，也为量子色动力学理论在大尺度和低动量传递区域的检验提供了一种新途径。