相对论重离子碰撞中双重子态的寻找和研究

The study of di-baryon in relativistic heavy ion collisions is an important frontier project for high-energy nuclear physics, and can deepen understanding of quantum chromodynamics (QCD) in describing interaction of the hadron at fm-scale and in parton freedom. RHIC-STAR's beam.energy scan experiment can provide a wide range of nuclear-nuclear collision data, and LHC-ALICE upgrade for higher energy and heavier collision system can improve accuracy of track measurements. Based on the analysis of RHIC-STAR and LHC-ALICE experimental data, it is expected to find signal of di-baryon, and then we can discuss their production mechanism and so on. At the same time, a multi-phase transport model with the coalescence model can be employed to simulate the generation of di-baryon, which will provide some direction and suggestion for experimental.measurement.

相对论重离子碰撞中双重子态研究是目前高能核物理的重要前言课题。双重子态寻找和研究，可以加深对量子色动力学的理解(QCD)，尤其QCD在费米尺度和部分子层次对强子相互作用的描述。RHIC-STAR进行的二期能量扫描实验可以提供较宽能量范围的核-核碰撞实验数据，LHC-ALICE的升级为更高能量和更重系统下的径迹测量提高了精度。利用不变质量重构和关联的方法，通过对RHIC-STAR和LHC-ALICE实验数据的分析，期望寻找到双重子态的信号，进而讨论其产生机制等问题。结合实验测量，利用多相输运模型和组合模型，模拟计算双重子态的产生，促进实验测量的进展。

通过奇异性双重子态和超核的研究，可以深化对核子-超子相互作用的认识，促进强相互作用本质的理解，并且为核天体物理提供重要的基本参数。相对论重离子碰撞实验提供了研究超子的理想平台，双重子态和超核研究是该领域的前沿重点方向。基于此，形成了本项目的主要研究内容和目标，即在相对论重离子碰撞中开展双重子态、超核研究，特别是其形成的动力学机制的研究。.紧紧围绕申请书和计划书所列目标，项目组开展了一系列研究工作，并针对新的研究方向进行了拓展。从第一性原理出发，利用格点量子色动力学相互作用势，计算分析了多奇异性双重子态和超核的生成，结合实验条件分析了在接下来高统计量实验下进行探测的可能性。测量质子-多奇异性超子动量关联，与格点量子色动力学结果的拟合发现多奇异性双重子态和超核具有形成的动力学基础，深化了对双重子态和多奇异性超核信号的认识。测量分析超核本征特性，对超核结合能和正反物质质量差进行精确测量，进一步为核子-超子相互作用提供实验参数。针对接下来即将开展的小碰撞系统实验，系统性开展了理论模拟计算，并建议在RHIC-STAR实验和LHC-ALICE实验上开展系统扫描研究。.通过实验和理论研究，为多奇异性超核的实验探测提供了重要参考，理论和实验都表明多奇异性双重子态具有存在的动力学基础。第一性原理计算结果首次引入组合模型，对粒子产生机制研究起到了重要推动作用；针对小碰撞系统的预研，对碰撞中高温-致密物质输运特性有了深入的认识，同时建议相对论重离子碰撞实验作为特殊核结构研究的新平台。.在实验和理论方面取得的重要进展，已经形成12篇研究论文公开发表在Nature Physics，Physics Letters B，The European Physical Journal C，Physical Review C，Chinese Physics C，The European Physical Journal A等国际权威学术期刊。此外，在本项目的资助下，参加国际国内学术交流活动14人次，其中做邀请报告5个。培养研究生6名，其中1人获2022年上海市优秀毕业生称号。