热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

质子碰撞研究新突破:广义偶极子模型获验证

2025-12-05 16:13     来源:波兰科学院      大型强子对撞机粒子物理

高能质子碰撞过程复杂,质子作为强子,是夸克和胶子的集合体。碰撞时,夸克和胶子(含虚粒子)发生复杂相互作用,冷却后形成新强子散射出去。传统直觉认为,强子熵与碰撞部分子阶段熵不同,因部分子阶段夸克胶子相互作用多且动态混乱。然而,波兰科学院核物理研究所科学家在《物理评论 D》上发表新成果,通过改进模型揭示了质子碰撞中强子和部分子熵的真相。

质子碰撞研究新突破:广义偶极子模型获验证

Krzysztof Kutak教授和Sandor Lokos博士在高能物理领域深耕多年,他们指出,偶极模型已用于描述高密度胶子系统演化,但传统模型有局限。两年前,库塔克教授与帕维尔·卡普塔博士合作,开发出广义偶极子模型变体,将现有模型作为主导并扩展次主导效应,这对低能碰撞至关重要。为检验模型有效性,洛科斯博士提议使用大型强子对撞机(LHC)上ALICE、ATLAS、CMS和LHCb四个主要实验的数据,这些数据覆盖了从0.2太电子伏特到13 TeV的能量范围。结果显示,广义偶极子模型比以前模型更准确,且在更广泛能量范围内表现良好。

研究还涉及熵、幺正性和量子力学。哈尔泽耶夫-列文熵公式假设夸克和胶子相互作用主导的相的熵与强子熵相同,库塔克教授及其同事的研究证实了这一点。这一结果虽看似有悖常理,实则是量子力学幺正性的必然结果。幺正性要求量子系统演化方程保持跃迁概率之和且可逆,意味着概率和信息不能凭空消失或产生。未来,随着LHC加速器升级完成和电子-离子对撞机(EIC)的建设,广义偶极子模型将得到进一步验证。


推荐阅读

大型强子对撞机揭示脆弱物质形成之谜:极端条件下原子核的“延迟诞生”

欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)取得重大突破:科学家通过模拟比太阳核心温度高10万倍的极端环境,首次揭示了氘核(由一个质子和一个中子组成)及其反物质伙伴——反氘核如何在宇宙大爆炸后的“混沌初期”外形成。这一发现颠覆了传统认知,为理解宇宙基本粒子相互作用、暗物质探测及宇宙演化提供了关键线索。 2025-12-28

牛津大学团队利用SNO+探测器实现中微子研究新突破

中微子作为宇宙中极为神秘的粒子,常被称作幽灵粒子,它们极少与其他物质发生作用,每秒数万亿个穿过人体却毫无痕迹。探测中微子难度极大,此前人们仅观测到少量来自太阳的中微子与不同目标相互作用。如今,牛津大学研究人员主导的团队取得突破,首次在一个大型地下探测器中观测到中微子将碳原子转化为氮原子的过程。这项成果借助位于加拿大萨德伯里矿井内、SNOLAB地下两公里处的SNO+探测器达成。深埋地下可屏蔽宇宙射线和背景辐射,避免掩盖微弱... 2025-12-14

大型强子对撞机2025年运行成果丰硕 升级计划稳步推进

在大型强子对撞机(LHC)第三次运行的最后一个完整运行年度2025年,所有实验均打破纪录。12月8日早上6点,LHC束流暂停进行年终技术检修。该对撞机5月5日启动,第11年高能物理运行中,ATLAS和CMS实验积分亮度达125 fb⁻¹,运行周期内累计达500 fb⁻¹,约5000亿亿次粒子碰撞。2025年质子运行期间,四个LHC实验表现出色,碰撞次数超以往,数据采集效率超90%。LHCb实验因2023年重大升级,2025年亮度提升至11.8 fb⁻¹ 2025-12-11

中微子天文台或成轻暗物质探测新工具

暗物质作为一种难以捉摸的物质,占据宇宙质量大部分,其组成和性质至今大多未知。过去物理学家多聚焦于探测相对较重的暗物质粒子,近年来,寻找质量低于1吉电子伏特(GeV)的较轻粒子成为新方向。SLAC国家加速器实验室和俄亥俄州立大学的研究人员发现,中微子天文台这一原本用于研究中微子的大型地下探测器,具备探测亚GeV暗物质粒子特征的能力。中微子天文台体积通常比多数轻暗物质探测器大,许多基于液体闪烁体,这种液体在带电粒子穿过时会产生光... 2025-12-11

LZ暗物质实验实现双重突破:刷新探测灵敏度并首次捕捉太阳中微子

近日,由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室领导的LUX - ZEPLIN(LZ)实验公布了在寻找暗物质方面的破纪录最新成果。暗物质是一种难以捉摸的物质,被认为构成了宇宙的85%,探寻它是现代物理学的核心挑战。LZ是目前世界上最灵敏的暗物质探测器,汇聚了来自37个机构的250名科学家和工程师,利物浦大学物理系的核心团队也在其中。该实验在南达科他州桑福德地下研究设施地下近一英里处开展,以前所未有的细节探寻暗物质痕迹。此次LZ的最新成果颇丰,扩展... 2025-12-09

阅读排行榜