近日，山东大学前沿交叉科学青岛研究院和华中师范大学物理科学与技术学院的高能核物理团队在喷注物理理论研究中取得新进展，提出高能核反应中“热反冲喷注”的产生机制，为理解极端环境下的强相互作用物质形态提供了新途径。研究结果以“Emergence of Thermal Recoil Jets in High-Energy Heavy-Ion Collisions”为题发表在《物理评论快报》（Phys. Rev. Lett.）上。山东大学研究生荆鹏为论文第一作者，研究生党一超、张乐晶、何杨（现中国科学技术大学博士后）为共同作者，山东大学前沿交叉科学青岛研究院曹杉杉教授、易立教授与华中师范大学王新年教授为共同通讯作者。

相对论重离子碰撞中喷注的产生与演化示意图：蓝色锥代表硬喷注，红色锥代表热反冲喷注。

强子触发喷注的核修正效应：左图为关于喷注动量的依赖，右图为关于喷注与强子夹角的依赖。

在核子与核子碰撞的标准图像中，核子内的基本粒子（夸克与胶子）会被硬散射激发并最终演化为由高能粒子组成的粒子束，被称为“喷注”。相对论重离子碰撞可熔化原子核，产生温度高达五万亿度、类似大爆炸初期宇宙形态的夸克胶子等离子体（QGP）。正如X射线被用于透视人体内部结构，产生于碰撞早期的喷注是扫描QGP内部微观性质的重要探针。本研究基于线性玻尔兹曼输运模型发现，喷注穿过QGP介质时损失的能量会激发喷注周围的介质，涌现出一种由介质激发占主导的新喷注种类，被命名为“热反冲喷注”。与传统的由硬散射直接产生的“硬喷注”不同，热反冲喷注内部的能量不再主要汇聚中心，而是较平缓地向外扩展；其内部粒子的能量分布也更接近于QGP介质粒子所具有的热分布。这些独特性质恰好可用于解释近期重离子实验中观测到的令人颇为困惑的强子触发喷注的增强现象，尤其是其对喷注动量和锥角的依赖。该发现也为探索高能粒子如何与极端稠密的核物质相互作用提供了新视角。本工作得到了国家自然科学基金的资助。

山东大学与华中师范大学的高能核物理团队长期活跃于该领域的国际前沿，双方团队拥有深厚的合作基础，且于近期共同申办并获得了“第15届国际硬探针物理大会”的主办权。该会议聚焦于核物质中的喷注物理与电磁探针物理，将于2030年在青岛举办。

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https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/9x1t-b84m