相对论重离子碰撞中双轻子测量取得新进展
相对论重离子碰撞提供了在实验室条件下研究高温高密的量子色动力学（QCD）新物质形态的理想环境。位于美国纽约的相对论重离子对撞机（RHIC）以及欧洲核子中心的大型强子对撞机（LHC）多年的实验表明，在极端相对论能量的重离子碰撞中可能形成了一种强耦合的夸克-胶子物质（sQGP），这些实验结果大多都来自于末态强子的测量，可能在系统演化过程中受到强相互作用影响。而双轻子、光子等电磁探针不参与强相互作用，能够逃离碰撞产生的强相互作用介质而不受影响，因此它们可以提供碰撞系统最干净、最直接的信息，是研究QCD性质的重要探针。
近期，中国科学院上海应用物理研究所核物理研究室博士毕业生赵杰（现华中师范大学博士后）的博士论文《相对论重离子碰撞（RHIC）实验中双轻子的产生》的主体内容在《物理评论快报》（Phys. Rev. Lett. 113, 022301(2014)）上在线发表。赵杰博士与导师马余刚研究员、许怒教授，以及美国劳伦斯伯克利实验室董昕博士，美国布鲁克海文实验室阮丽娟博士、黄炳矗博士，以及中国科学技术大学张一飞博士、唐泽波博士、郭毅等合作，克服了一系列困难，在RHIC-螺旋管径迹探测器（STAR）实验中首次测量获得了200GeV/c金-金对撞中的双电子的产额。通过对不同质量区间的双电子测量结果与理论模型比较发现，中等质量区间（质量1-3GeV/c^2）的双电子主要贡献来自于粲夸克粒子的轻子道衰变，低质量区间（小于1GeV/c^2）的双电子产额的增强主要是由于矢量介子\rho与碰撞过程中产生的强子介质相互作用使其谱宽度增加而导致的，从而解决了长期困扰RHIC能区低质量区间双轻子产额增强的机制问题。
该项研究得到了国家重点基础研究计划（“973”计划-高温高密核物质形态研究）、国家自然科学基金委重点基金、国际重大合作基金等联合资助。
上图：双电子不变质量谱；下图：低质量区间的双电子增强
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