夸克膠子等離子體“整體極化”理論獲証

宇宙在最初誕生的百萬分之幾秒內以“夸克膠子等離子體”的形式存在，這種類似“電漿”的狀態被認為是固體、液體、氣體之后的第四種物質形態。近日，我國科學家首次提出的夸克膠子等離子體“整體極化”理論，被美國布魯克海文實驗室重離子碰撞實驗証實，該實驗室RHIC-STAR國際合作組織發言人許長補教授認為，超流體中相對論量子“整體極化”的提出和被証實是近年來世界高能核物理領域裡的最重要突破。該實驗結果已作為封面文章發表在3日出版的《自然》雜志上。

分子由原子構成，原子由電子和原子核組成，而原子核中的質子和中子由更細微的夸克通過強作用力組成，這種強作用力通過膠子傳遞。通常情況下，夸克被約束在中子、質子內，無法獨立存在。通過布魯克海文國家實驗室的相對論性重離子對撞機，科學家們讓兩個金原子核在接近光速下對撞，利用其對撞溫度比太陽表面溫度高出3億多倍的條件，釋放出夸克和膠子，從而獲得“夸克—膠子等離子體”。包括中國6個研究單位在內的14個國家約500名科學家參與了這項實驗計劃。

“整體極化”理論的提出者之一山東大學教授梁作堂告訴科技日報記者，兩個金核在“擦肩而過”式的碰撞（即非正面心對心碰撞）中會導致一系列效應，“整體極化”便是表現之一。就像月球在圍繞地球公轉的同時也在自轉一樣，碰撞產生的“電漿”狀夸克膠子等離子體在每秒實現1021自身轉速的同時，表現出一定的方向性，這種方向性類似於地球繞日公轉時表現出的傾角。2004年山東大學梁作堂教授和王新年教授在《物理評論快報》首次提出該理論，從而使世界高能核物理界少有地以中國科學家提出的“Global polarization”（整體極化）作為專用名詞來命名該現象。（記者 王延斌 通訊員 車慧卿）