科研进展

 近日，国际顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上以“编辑推荐”形式发表了STAR实验合作组在相对论重离子对撞机（RHIC）上完成的关于量子色动力学（QCD）相变研究的最新成果（Phys.Rev.Lett.135,142301（2025））。该研究基于美国布鲁克海文国家实验室RHIC装置的第二阶段束流能量扫描实验，对金核-金核碰撞中产生的净质子数分布的高阶涨落进行了系统测量，发现其四阶累积矩比值在特定能量区间显著偏离理论预期。这一发现为探索QCD相变、寻找QCD临界点提供了关键实验进展，对理解宇宙早期的物质形态演化具有重要意义。我校物理科学与技术学院教师张宇作为主要完成者之一，联合华中师范大学、日本筑波大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室、印度国家科学与教育研究所、中国科学院近代物理研究所及中国科学技术大学等国内外科研单位的科研人员合作共同完成。

 探索QCD相结构是高能核物理领域的核心前沿课题之一。QCD临界点作为QCD一阶相变的终点，被理论预言可能存在于宇宙大爆炸早期膨胀冷却过程中物质穿越或接近的区域。同时，中子星内部作为天然的高重子化学势实验室，其物态方程也与QCD临界点的性质密切相关。因此，对QCD临界点的研究，不仅有助于揭示宇宙早期的演化历史与相变过程，也对理解中子星等致密天体的内部结构具有重要意义，从而在微观QCD物理与宏观天体现象之间架起关键桥梁。

 本工作基于RHIC第二阶段束流能量扫描所采集的7.7–27 GeV金核-金核碰撞数据，系统分析了净质子数分布的高阶累积量，发现在碰撞能量19.6 GeV附近，该累积量显著偏离非临界模型基线，偏离置信度达到2–5倍标准差，可能是理论预言中QCD临界点存在的一个特征信号。目前，针对更高重子密度区域的STAR固定靶实验数据（3–4.5GeV）的分析工作也在持续推进中，结合对撞实验测量预计将为寻找QCD临界点提供更准确的实验依据。

 RHIC-STAR是位于美国布鲁克海文国家实验室的大型国际合作组，由来自14个国家、76个单位的745名科研人员组成。广西师范大学于2023年正式加入该合作组，现有教职工成员包括陈倩、林裕富、张宇。主要致力于研究QGP性质及其演化规律，研究方向覆盖QCD相结构、自旋物理、输运模型等多个高能核物理前沿领域。