中国科学技术大学团队在奇异介子研究方面取得重要进展

记者从中国科学技术大学了解到，该校高能核物理研究组与美国劳伦斯柏克莱国家实验室(LBNL)和华中师范大学合作，在RHIC-STAR质心能量为200 GeV的重离子碰撞实验中，观察到奇异魅力介子Ds与中性魅力介子D0的产额比相比质子碰撞有明显增强。结果表明，在BIGBANG早期形成的超高温高密度热核材料——夸克胶子等离子体中，夸克与胶子之间存在自由度，薁夸克与奇异夸克的级联是奇异薁Ds强子化的重要途径。研究结果最近发表在《物理评论快报》。

BIGBANG及其演化一直是人类探索自然最基本的科学问题之一。该理论预测，BIGBANG的前几微秒，有限的空间内会积累巨大的能量，温度可以达到万亿度。在这样的极端高温和高密度条件下，被强相互作用限制在强子中的夸克和胶子将获得更大的自由度，从而将强子物质转化为夸克胶子等离子体。高能重离子对撞机将重离子加速到极高能量并相互碰撞，从而可以在实验室模拟BIGBANG。因为魅力夸克很重，只能由最初的硬散射过程产生。在热核介质中，极高的温度可以产生额外的正负奇异夸克对，说明奇异夸克的“丰度”增加。Ds由一个la夸克和一个反奇异夸克组成，D0由la夸克和反上夸克组成。与质子碰撞相比，两者的屈服比显著增强，验证了这一物理图像和夸克聚变形成la介子的强子化机制，是重离子碰撞产生的热致密核物质具有部分自由度的重要实验证据。

中国科学技术大学高能核物理研究组牵头研制了基于MRPC的飞行时间探测器，大大扩展了STAR实验中带电粒子的识别能力；同时，作为主要参与者，我参与了基于MAPS高分辨率硅像素技术的重味径迹探测器的研制，精确测量了重味强子的衰变峰，在本次实验研究中起到了关键作用。

研究结果为人们理解魅力夸克的集体运动性质和强子化过程提供了重要的实验依据。