高能碰撞揭示宇宙起源的新线索

新发现表明，夸克胶子等离子体中的部分子能量损失随温度升高而降低，为早期宇宙物理学和喷流淬火过程提供了新的见解。

高能物理学的研究人员已经确定了高能部分子如何在原子核-原子核碰撞中损失能量，这是研究夸克胶子等离子体 (QGP) 的一个基本过程。这一发现可能为了解大后早期宇宙的瞬间提供新的见解。

射流输送系数随温度变化的示意图

相对论重离子碰撞产生具有强终态相互作用的度部分子，并导致夸克胶子等离子体 (QGP) 的形成。相对论重离子对撞机 (RHIC) 和大型强子对撞机 (LHC) 的实验证据表明，QGP 是一个强耦合系统，可以用相对论流体动力学很好地描述，具有令人惊讶的小比剪切粘度。当高能部分子通过颜色非受限的 QGP 介质传播时，它们会遇到多次散射并通过介质诱导的胶子辐射损失能量。喷流能量损失的强度由喷流传输系数 (q) 控制，该系数与介质胶子数密度成正比，定义为在介质内传播的喷流每单位长度的平均横向动量加宽平方。通过使用强子抑制数据进行模型与数据比较，已经提取了缩放无量纲 q/T3 的现象学值，并表明了额外的温度 (T) 依赖性。图片来源：张汉忠

了解温度对喷射能量的影响

研究表明，随着介质温度的升高，喷流输运系数(温度立方)会降低，这是 QGP 中部分子能量损失的一个关键因素。这一发现得到了大横向动量 (p T​) 强子的椭圆流参数 (v2(p T)) 显著增强的支持，为高能碰撞中的喷流淬灭提供了更深入的理解。

喷射淬火示意图

高横向动量 (pT) 强子的抑制和方位各向异性都是喷流淬灭或能量损失的结果。抑制强度由核修正因子 RAA(pT) 给出，该因子定义为 A + A 碰撞中单个强子产量与 p + p 碰撞中单个强子产量之比，除以平均核重叠函数。大 pT 强子的方位各向异性是由于喷流能量损失的路径长度和胶子密度依赖性而引起的，用椭圆流系数 v2(pT) 来表征。在次一阶微扰 QCD 模型中，通过将 RAA 和 v2 的理论计算与 RHIC 和 LHC 上大 pT 的实验数据进行比较，研究了喷流能量损失的中温依赖性。图片来源：张汉忠

深入了解夸克胶子等离子体的特性

高能碰撞会产生一种高温、致密的物质状态，称为 QGP。当部分子穿过这种介质时，它们会损失能量。这一过程称为喷射淬灭，会导致高p T 强子(以核修正因子 ( R AA ( p T) 衡量)和方位各向异性(以 v2( p T) 衡量)受到抑制。