項目名稱： 強相互作用新物質(zhì)形態(tài)的硬探針信號及集體效應(yīng)研究

推薦單位： 湖北省

項目簡介： 本學(xué)科屬于高能核物理和重離子核物理研究領(lǐng)域。在高溫高密極端條件下強子物質(zhì)通過相變形成夸克膠子等離子體(QGP)新物質(zhì)形態(tài)的理論和實驗研究是高能核物理學(xué)的重大研究領(lǐng)域。本項目圍繞強作用新物質(zhì)形態(tài)的硬探針信號和集體效應(yīng)研究作出了創(chuàng)新性工作，取得一批有重要學(xué)術(shù)價值的研究成果。本項目先后發(fā)表SCI論文100多篇，其中在Phys. Rev. Lett.上發(fā)表論文11篇。20篇主要論文被他人引用651次，單篇他引最高次數(shù)117次。多項研究結(jié)果得到國際大型實驗合作組和知名學(xué)者在 Phys. Rev. Lett., Phys. Rep., Phys. Rev., Nucl. Phys.等著名學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表的論文的正面評述和肯定。應(yīng)邀多次在本研究領(lǐng)域級別最高的國際學(xué)術(shù)會議上報告。該項目2004年獲教育部自然科學(xué)一等獎，部分成果是2005年入選的全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文的主要內(nèi)容。1. 引導(dǎo)出強作用介質(zhì)的噴注層析（Jet Tomography）新研究方向，揭示出強作用熱介質(zhì)中噴注淬火存在細(xì)致平衡效應(yīng)，理論預(yù)言得到RHIC-STAR、RHIC-PHENIX和HERMES國際實驗合作組的實驗證實。具有細(xì)致平衡效應(yīng)的核修正因子理論曲線及噴注能量損失的理論估算被PHENIX實驗組在總結(jié)性研究論文中稱為“王曲線”和“王估算”。2. 提出了QGP新物質(zhì)形態(tài)向普通核物質(zhì)形態(tài)相變過程中末態(tài)粒子產(chǎn)生的一種新機(jī)制，成功解釋了最新的高能核－核碰撞的新實驗結(jié)果，并給出了新預(yù)言。3. 在RHIC的實驗工作中，分析了Λ和KS0的橢圓流，成為STAR組在單奇異粒子橢圓流實驗測量方面發(fā)表的第一篇論文，為STAR實驗組的后續(xù)工作奠定了基礎(chǔ)。4. 提出了高能碰撞的自仿射分形理論，理論預(yù)言得到NA22、NA27和L3國際實驗組的實驗證實。分析了NA22實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)橫動量起伏隨快度空間范圍的變化規(guī)律，為理解現(xiàn)有重離子碰撞實驗中的不同結(jié)果提供了依據(jù)。5. 提出了基于硬熱圈重求和改進(jìn)的有效微擾理論，給出了非線性響應(yīng)函數(shù)滿足的漲落-耗散定理，揭示出色超導(dǎo)中規(guī)范場漲落與一級相變間的聯(lián)系，得到了QGP一些特有的集體效應(yīng)特征。

主要發(fā)現(xiàn)點： 本項目的核心發(fā)現(xiàn)點：

1. 在噴注層析(Jet Tomography)新研究方向，首次揭示出在熱強作用介質(zhì)中噴注的能量損失存在細(xì)致平衡效應(yīng)并得到RHIC實驗證實；首次對核介質(zhì)中噴注的能量損失、夸克物質(zhì)中的膠子密度等作出了定量估計，得到RHIC和HERMES國際實驗的證實；首次提出用核修正因子研究高能核-核碰撞中末態(tài)大橫動量強子譜的壓低，給出了在e-A深度非彈散射中由于噴注的能量損失對核半徑平方的依賴關(guān)系所預(yù)言的噴注碎裂函數(shù)的核修正因子符合HERMES實驗數(shù)據(jù)的證據(jù)；預(yù)言的d-Au散射的核修正因子與實驗的符合排除了"色玻璃凝聚"模型的理論解釋；通過嚴(yán)格的微擾QCD計算，首次揭示出重夸克噴注的能量損失對所經(jīng)過的路徑長度的依賴性與動量轉(zhuǎn)移和Bjorken變量之間的聯(lián)系。

2. 在RHIC的實驗工作中，通過實驗數(shù)據(jù)分析，率先發(fā)現(xiàn)高能Au-Au碰撞中末態(tài)的單奇異粒子Λ和KS0存在橢圓流。

3. 提出了一種QGP新物質(zhì)形態(tài)向普通核物質(zhì)形態(tài)相變過程中末態(tài)粒子產(chǎn)生的新機(jī)制，證實在高能核-核碰撞中，中等橫動量區(qū)末態(tài)粒子的產(chǎn)生存在夸克重組合現(xiàn)象。對于高密夸克物質(zhì)首次揭示出色超導(dǎo)中規(guī)范場漲落與一級相變之間的聯(lián)系。用非線性理論方法首次揭示出遠(yuǎn)離平衡的夸克物質(zhì)存在特有的臨界行為特征。

4. 提出了高能碰撞的自仿射分形理論，證實高能碰撞中末態(tài)粒子的動力學(xué)存在各向異性的規(guī)律。利用NA22的實驗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)了高能碰撞中橫動量起伏隨快度空間范圍的變化規(guī)律。

本項目的其他重要發(fā)現(xiàn)點：

1. 建立了實時溫度場論中非線性響應(yīng)函數(shù)滿足的推廣的漲落-耗散定理。系統(tǒng)地給出了非平衡態(tài)下的硬熱圈重求和方法和梯形圖重求和方法，建立了有限溫度量子場論方法與動力論方法新的對應(yīng)關(guān)系。

2.提出了基于硬熱圈重求和改進(jìn)的有效微擾理論，將自能虛部和實部同時重求和，首次揭示出自能的虛部對自恰地研究QGP的集體行為和輸運性質(zhì)起關(guān)鍵作用。

主要完成人： 王恩科

基于噴注淬火思想引導(dǎo)出噴注層析新研究方向，多項理論預(yù)言得到實驗證實；揭示出熱QGP介質(zhì)中噴注淬火存在細(xì)致平衡效應(yīng)；建立了實時溫度場論中非線性響應(yīng)函數(shù)推廣的漲落－耗散定理，給出標(biāo)量場輸運系數(shù)的非微擾計算。

吳元芳

提出了高能碰撞自仿射分形理論，證實末態(tài)粒子的動力學(xué)存在各向異性規(guī)律。分析了有全相空間覆蓋優(yōu)點的NA22實驗數(shù)據(jù)，首次發(fā)現(xiàn)了橫動量起伏隨快度空間范圍變化的規(guī)律，為理解現(xiàn)有核核碰撞實驗中的不同結(jié)果提供了依據(jù)。

楊純斌

提出了QGP新物質(zhì)形態(tài)向普通核物質(zhì)形態(tài)相變過程中末態(tài)粒子產(chǎn)生的一種與部分子碎裂理論截然不同的新機(jī)制。成功地解釋了最新的超高能Au－Au碰撞的實驗結(jié)果，預(yù)言了在將來更高能量的核核碰撞實驗中會出現(xiàn)的一些新現(xiàn)象。

侯德富

提出了基于硬熱圈重求和改進(jìn)的有效微擾理論，揭示出自能的虛部對自恰地研究QGP的集體行為起重要的關(guān)鍵作用。首次給出色超導(dǎo)中規(guī)范場漲落與一級相變之間的聯(lián)系。揭示出非線性響應(yīng)的場論計算和動力論計算的等價關(guān)系。

付菁華

在RHIC－STAR的實驗工作中，首次分析了單奇異粒子Λ和KS0的橢圓流，為STAR組關(guān)于奇異粒子橢圓流的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。發(fā)展了非線性理論方法，揭示出遠(yuǎn)離熱平衡或化學(xué)平衡的QGP物質(zhì)存在特有的臨界行為特征。