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理論預(yù)言，在宇宙大爆炸后百萬(wàn)分之一秒內(nèi)，核子尚未形成，物質(zhì)處于由自由夸克和膠子組成的熾熱“濃湯”狀態(tài)。這種物質(zhì)形態(tài)被稱為夸克膠子等離子體。尋找夸克膠子等離子體存在的證據(jù)，對(duì)探討宇宙演化具有重要意義。長(zhǎng)期以來(lái)，組分夸克標(biāo)度律被認(rèn)為是夸克膠子等離子體形成的關(guān)鍵證據(jù)。近期，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所研究員雍高產(chǎn)團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論研究發(fā)現(xiàn)，組分夸克標(biāo)度律作為夸克膠子等離子體相變探針的作用在小于3.9 GeV的低能區(qū)失效。該研究利用改進(jìn)的多相輸運(yùn)模型，模擬了碰撞質(zhì)心能在3.0 GeV至7.7 GeV能區(qū)的金核碰撞。研究發(fā)現(xiàn)，即使碰撞產(chǎn)生了自由夸克，組分夸克標(biāo)度律也會(huì)在低能量（3.0 GeV）附近失效。而隨著能量升高到3.9 GeV以上，標(biāo)度律逐漸恢復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)，這一異?，F(xiàn)象的根源在于雙重動(dòng)力學(xué)限制——夸克熱化不足導(dǎo)致橢圓流未充分發(fā)展、奇異夸克極端稀缺引發(fā)K+等強(qiáng)子的統(tǒng)計(jì)漲落。該發(fā)現(xiàn)對(duì)組分夸克標(biāo)度律作為夸克膠子等離子體相變判斷依據(jù)的可靠性提出了質(zhì)疑。同時(shí)，研究還模擬了完全不存在自由夸克的純強(qiáng)子模式，發(fā)現(xiàn)在碰撞質(zhì)心能為4.5 GeV時(shí)出現(xiàn)了質(zhì)量排序效應(yīng)，即在相同運(yùn)動(dòng)速度下，較輕的粒子比重的粒子表現(xiàn)出更強(qiáng)的集體流動(dòng)偏好。模擬顯示，即使系統(tǒng)沒(méi)有達(dá)到完全的熱平衡，也能夠產(chǎn)生類似流體膨脹的效果，挑戰(zhàn)了“質(zhì)量排序必須源于完全流體力學(xué)行為”的傳統(tǒng)認(rèn)知。上述研究修正了關(guān)于夸克膠子等離子體相變關(guān)鍵探針的認(rèn)知，揭示了低能區(qū)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，并為未來(lái)在國(guó)內(nèi)外大科學(xué)裝置上更精準(zhǔn)地探測(cè)夸克物質(zhì)和相變臨界點(diǎn)提供了新視角。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理快報(bào)B》（Physics Letters B）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目的支持。論文鏈接