2020年

高密区核对称能的实验研究取得新进展

2020-12-24  肖志刚  点击:

  2017年,双中子星并合事件GW170817的发现,重燃了人们对高密度区核对称能密度依赖行为的关注。地面的加速器实验室可以用中高能重离子碰撞这一手段,来模拟双中子星并合事件,提取核物质状态方程,尽管这两种过程的空间尺度相差18个数量级。

  近来,肖志刚教授组参与的SπRIT合作组在高密区对称能的实验研究中取得重要进展。合作组利用日本理化所 (RIKEN) 的回旋加速器所产生的132Sn、124Sn、112Sn和108Sn等次级束流,分别轰击124Sn和112Sn靶,并测量了其中的带电π介子产额及其比值。结果发现,π-+产额比随反应系统中-质比N/Z的变化趋势可以用输运理论描述,由于该观测量的重现具有模型相关性,这也为输运模型提供定量的检验观测量。这一实验结果为高密区对称能的准确约束提供了300 MeV/u束流能量以下的重离子核反应数据。

  SπRIT合作组由来自美国、日本、韩国、德国、克罗地亚、波兰、荷兰和中国等地的科学家组成,实验运行于日本理化所。本工作的实验是2016年在RIKEN Nishina Center完成的。我系的肖志刚与博士生王仁生和张嫣(两人均已毕业)参加了SπRIT合作组,为实验组研制了束流反符合探测器,该探测器近100%地压制了束流本底,同时,还参与了SπRIT核心探测器——时间投影室的器件预研和测试、实验准备、束流打靶实验和部分数据分析工作。

  文章发表在最新一期的Phys. Lett.B 813(2021)136016上。全文链接如下:

  https://doi.org/10.1016/j.physletb.2020.136016

  背景链接: 2007年,肖志刚教授参与FOPI合作组(德国GSI)发表了Au+Au反应中 π 介子产生的系统性数据 [NPA781, 459 (2007)]。之后与理论合作者一道,从数据中提取了2倍饱和密度内的对称能随密度的依赖属性[PRL 102, 062502 (2009)],这一工作引发了很多后续工作,促进了重离子反应中π介子产生和输运特性的研究。