近日，我校量子物质研究院王恩科教授、邢宏喜研究员、张善良博士和华中师范大学秦广友教授以及美国印第安纳大学廖劲峰教授合作，在高能核物理领域取得重要进展，研究成果以《Unraveling gluon jet quenching through J/ψ production in heavy-ion collisions》为题发表在《Science Bulletin》上。
在高温高密的极端条件下强子束缚态会被打破并出现解禁闭的自由夸克和胶子，从而形成一种新的物质形态-夸克胶子等离子体（QGP）。相对论重离子碰撞的主要物理目标之一是研究夸克胶子等离子体的基本性质，其中硬探针信号是一个重要的研究手段，因此成为高能核物理领域的一个主流研究方向。当快速部分子穿过QGP，会与QGP产生强相互作用，从而导致能量损失效应，也即喷注淬火效应。因此，喷注淬火是研究QGP输运性质的一个最重要手段。然而，由于所有实验可观测量都是夸克和胶子的混合态，为我们分别提取夸克和胶子的能量损失分布带来了挑战。
该文研究发现高能重离子碰撞中的大横动量粲夸克偶素J/ψ的产额压低为探究胶子在介质中的能量损失提供了一个非常重要的敏感探针。本研究基于非相对论量子色动力学有效理论首次发现胶子碎裂过程是质子-质子碰撞中大横动量J/ψ粒子产生的主要机制，并进一步通过线性玻尔兹曼输运模型模拟了高能重离子碰撞中部分子与热密核介质的相互作用，揭示了胶子能量损失是大横动量J/ψ产额压低的主要机制。同时，该文也通过贝叶斯分析方法进一步证实以上结论，并定量从CMS国际合作实验的数据中提取出相对论重离子碰撞中的胶子能量损失分布。
该研究得到了广东省基础与应用基础研究重大项目、国家自然科学基金、一流学科等经费的支持。
论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927323004784
学校新闻报道链接：https://news.scnu.edu.cn/63291
作者/通讯员:量子物质研究院 | 来源:量子物质研究院 | 编辑:卢嘉裕
图一：胶子碎裂产生J/ψ的示意图
图二：通过贝叶斯分析提取的胶子夸克能量损失分布