科學(xué)家提出探測超子勢新方法<br/>----中國科學(xué)院

加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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科學(xué)家提出探測超子勢新方法

2025-05-30 近代物理研究所

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目前學(xué)界普遍認(rèn)為，超子勢的密度依賴性或是解開謎題的關(guān)鍵。若高密度下，超子勢呈現(xiàn)更強(qiáng)排斥性，或可抵消狀態(tài)方程的軟化效應(yīng)，從而允許大質(zhì)量中子星存在。當(dāng)前，基于重離子碰撞實(shí)驗(yàn)探測超子勢是約束高密超子勢的有效手段。但是，常規(guī)重離子碰撞中，超子多為碰撞后產(chǎn)生的次級粒子，其行為受到強(qiáng)子化過程、非彈性散射等多因素影響，信號易被背景噪聲淹沒。

針對上述問題，中國科學(xué)院近代物理研究所研究員雍高產(chǎn)團(tuán)隊(duì)提出可排除次級粒子干擾的探測超子勢新方案，為探索“中子星超子謎題”提供新思路。該方案使用超核作為炮彈轟擊普通原子核，并選擇400MeV的實(shí)驗(yàn)室能量，以確保觀測到的Λ超子均來自炮彈超核“原生”成分，而非在碰撞過程中生成。研究人員通過分析計(jì)算Λ超子的橢圓流發(fā)現(xiàn)，在負(fù)快度區(qū)域，橢圓流強(qiáng)度對高密超子勢非常敏感；而在正快度區(qū)域，橢圓流強(qiáng)度可反映較低密度的超子勢強(qiáng)度。該方法可實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)中直接提取不同密度區(qū)間的超子勢強(qiáng)度參數(shù)。

同時，針對在我國低溫高密核物質(zhì)測量譜儀（CEE）上即將開展的碳碳反應(yīng)研究，研究人員通過模擬該反應(yīng)在不同能量下的碰撞，分析了輕超氚生成機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，在低于Λ產(chǎn)生閾值的1.1GeV能量下，超氚主要形成于高密度壓縮區(qū)，其產(chǎn)額對高密度超子勢變化敏感；而當(dāng)能量升至1.9GeV時，超氚更多產(chǎn)生于低密度旁觀者區(qū)，此時產(chǎn)額反映低密度超子勢的影響。進(jìn)一步，研究顯示，輕超氚產(chǎn)額對超子勢敏感度明顯大于其對核物質(zhì)狀態(tài)方程的依賴，這為解決“物態(tài)方程-超子勢耦合難題”提供了新見解。

近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理快報B》（Physics Letters B）和《物理評論C》（Physical Review C）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的支持。

論文鏈接

超核-原子核碰撞中的超子橢圓流隨橫動量的變化情況與碳碳碰撞中的輕超核產(chǎn)生的快度分布

????近年來，超子勢研究成為核物理與天體物理交叉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，其核心目標(biāo)在于破解困擾學(xué)界十余年的“中子星超子謎題”。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，中子星內(nèi)部在極高密度下，會產(chǎn)生大量如Λ粒子等含奇異夸克的超子，這些粒子的出現(xiàn)會顯著軟化物質(zhì)狀態(tài)方程，使中子星最大質(zhì)量降低。然而，天文觀測接連發(fā)現(xiàn)質(zhì)量接近甚至超過兩倍太陽質(zhì)量的中子星，這與理論預(yù)測矛盾。目前學(xué)界普遍認(rèn)為，超子勢的密度依賴性或是解開謎題的關(guān)鍵。若高密度下，超子勢呈現(xiàn)更強(qiáng)排斥性，或可抵消狀態(tài)方程的軟化效應(yīng)，從而允許大質(zhì)量中子星存在。當(dāng)前，基于重離子碰撞實(shí)驗(yàn)探測超子勢是約束高密超子勢的有效手段。但是，常規(guī)重離子碰撞中，超子多為碰撞后產(chǎn)生的次級粒子，其行為受到強(qiáng)子化過程、非彈性散射等多因素影響，信號易被背景噪聲淹沒。針對上述問題，中國科學(xué)院近代物理研究所研究員雍高產(chǎn)團(tuán)隊(duì)提出可排除次級粒子干擾的探測超子勢新方案，為探索“中子星超子謎題”提供新思路。該方案使用超核作為炮彈轟擊普通原子核，并選擇400MeV的實(shí)驗(yàn)室能量，以確保觀測到的Λ超子均來自炮彈超核“原生”成分，而非在碰撞過程中生成。研究人員通過分析計(jì)算Λ超子的橢圓流發(fā)現(xiàn)，在負(fù)快度區(qū)域，橢圓流強(qiáng)度對高密超子勢非常敏感；而在正快度區(qū)域，橢圓流強(qiáng)度可反映較低密度的超子勢強(qiáng)度。該方法可實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)中直接提取不同密度區(qū)間的超子勢強(qiáng)度參數(shù)。同時，針對在我國低溫高密核物質(zhì)測量譜儀（CEE）上即將開展的碳碳反應(yīng)研究，研究人員通過模擬該反應(yīng)在不同能量下的碰撞，分析了輕超氚生成機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，在低于Λ產(chǎn)生閾值的1.1GeV能量下，超氚主要形成于高密度壓縮區(qū)，其產(chǎn)額對高密度超子勢變化敏感；而當(dāng)能量升至1.9GeV時，超氚更多產(chǎn)生于低密度旁觀者區(qū)，此時產(chǎn)額反映低密度超子勢的影響。進(jìn)一步，研究顯示，輕超氚產(chǎn)額對超子勢敏感度明顯大于其對核物質(zhì)狀態(tài)方程的依賴，這為解決“物態(tài)方程-超子勢耦合難題”提供了新見解。近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理快報B》（Physics Letters B）和《物理評論C》（Physical Review C）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的支持。論文鏈接超核-原子核碰撞中的超子橢圓流隨橫動量的變化情況與碳碳碰撞中的輕超核產(chǎn)生的快度分布

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