奇异粲介子：中国团队发现了宇宙大爆炸中的一个小秘密

中国科学技术大学披露，该校高能核物理课题组与美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)、华中师范大学(CCNU)、加州大学洛杉矶分校(UCLA)等单位合作，在RHIC-STAR质心能量为200 GeV的重离子碰撞实验中观察到，奇异粲(càn)介子Ds与中性粲介子D0的产额比值相对于质子质子碰撞有显著的增强。

研究结果表明：宇宙大爆炸早期形成的极端高温高密的热核物质——夸克胶子等离子体中，的确存在夸克与胶子的自由度，粲夸克与奇异夸克级联是奇异粲介子Ds强子化的重要方式。

结合之前发表的D介子集体流结果，为理解粲夸克的集体运动性质和强子化过程提供了重要的实验依据。

研究成果于8月26日发表在《物理评论快报》上。

Ds信号及Ds与D0的夸克组成示意图

观测到Ds/D0产额的显著增强

宇宙大爆炸及其演化一直是人类探索自然的最基本科学问题之一。理论预言，在宇宙大爆炸初期的数微秒内，在有限的空间中积聚了极大的能量，温度可达数万亿度。

在这样的极端高温高密条件下，被强相互作用禁闭在强子中的夸克与胶子获得了更大的自由度，从而使强子物质转变为夸克胶子等离子体。

高能重离子对撞机将重离子加速到极高能量撞在一起，从而可以在实验室中模拟宇宙大爆炸的情形。

由于粲夸克很重，只能通过初始的硬散射过程产生，而在热核介质中，极高的温度可以额外产生正反奇异夸克对，这就表现为奇异夸克的“丰度”增加。

中科大高能核物理课题组主导研制了基于MRPC的飞行时间探测器，极大拓展了STAR实验上带电粒子的鉴别能力；同时作为主要参加单位参与了基于MAPS 高分辨硅像素技术的重味径迹探测器研制，精确测量了重味强子衰变顶点，在该实验研究中发挥了关键作用。

该项研究受到了国家自然科学基金委、科技部等单位的经费资助。

RHIC-STAR是基于美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机(RHIC)上STAR实验的大型国际合作组，由来自14个国家70个单位的753位科研人员组成。

总结

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