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近代物理学研究认为,原子核是由质子和中子等亚原子粒子组成,而亚原子粒子又由夸克等更微观的基本粒子构成。夸克之间通过强力作用组合在一起形成质子和中子,而这种强作用力主要通过胶子来传递的。通常情况下,夸克和胶子被禁闭在原子核内,自身无法独立存在。但现有理论研究认为,当系统达到足够大的温度和能量时,应该能解除夸克禁闭,形成所谓夸克-胶子等离子体(quark-gluon plasma,QGP)。QGP是与质子和中子不同的另一种新型物质形态。宇宙大爆炸初期(极高温)和正在塌陷中的中子星内部(高重子数密度)是自然界可能存在的两种天然的QGP状态。为了研究QGP这种新物质形态,物理学家们相继建立了 SPS、RHIC、LHC等一系列的加速器,期待通过高能重离子碰撞产生这种物质态,其中世界上最大和最有威力的粒子加速器—大型强子对撞机(LHC)是欧洲核子研究中心(CERN)的加速器复合体的最新补充。LHC上有四个大型实验,其中之一的大型重离子对撞机实验(ALICE),旨在模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态,分析QGP的性质,不仅使物理学的研究疆域拓展至接近宇宙诞生初始,而且对考察宇宙的起源、物质的本性以及对验证现有的粒子物理标准模型等都有重要意义。但是我们无法直接观察碰撞发生过程及演化过程,只能通过测量末态产物的各种信息来判断QGP形成与否。实验上表征重离子碰撞产生了 QGP的信号有:集体流效应、喷注淬火现象的发生、直接光子的产生、奇异性的增加等。在RHIC能区和LHC能区都发现,重离子碰撞实验中,在中间横动量区间(2
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