在重离子碰撞实验中，以接近光速相向运动的两个重离子在碰撞区域产生了实验室能制造出的最强电磁场，碰撞中产生的由夸克、胶子等基本粒子构成的QCD物质置身于强电磁场中。强电磁场对QCD物质会产生影响，诸如手征磁效应等量子效应被广泛研究。尤其在实验上，科学家们不断地寻找各种电磁效应的实验信号，但至今仍然不能将这些预言的实验信号从复杂的背景数据中提取出来。QCD物质的电磁效应是否显著取决于电磁场的强度。由运动的重离子产生的电磁场随着碰撞过程的进行迅速衰减，这会激发QCD物质的电磁响应，从而产生感生磁场。感生磁场的大小直接影响着电磁效应能否在实验中被探测到。

徐喆研究组在研究重离子碰撞中电磁场的演化时发现，QCD物质产生时，尽管其置身于电磁场中，但是由衰减的电磁场诱导出的QCD物质的法拉第电流的形成是一个从无到有的过程，在这个过程中法拉第电流的大小是低于欧姆定律所给出的值。这个过程的时间估计在1fm/c，这比QCD物质热化成夸克胶子等离子体（QGP）的时间还要长，因此违反欧姆定律的现象是不容忽略的。这也是像重离子碰撞中的QCD物质这样的小尺度粒子系统区别于大尺度系统的地方。过低的法拉第电流激发的感生磁场也被压低，从而使得QCD物质的电磁响应并不完全。徐喆指导博士生王则严将描述夸克胶子时空演化的玻尔兹曼方程同麦克斯韦方程组进行耦合，理论计算了QCD物质的电磁响应。计算结果显示，非完全电磁响应使得感生磁场的大小比目前认可的值小了两个数量级。这很可能是QCD物质的电磁效应不显著的根本原因。

强电磁场下QCD物质的法拉第电流 强电磁场下QCD物质的感生磁场

该工作以“Incomplete electromagnetic response of hot QCD matter”为题以Letter形式于4月27日在线发表在《Physical Review C》，并同时在APS的Physics Magazine以“Ohm’s Law Violated in Heavy-Ion Collisions”为题作了专题报道（Synopsis）。清华大学物理系博士生王则严为文章第一作者；清华大学物理系博士后赵佳星、庄鹏飞教授，德国法兰克福大学理论物理研究所Carsten Greiner教授为文章的共同作者；清华大学物理系徐喆副教授为文章的通讯作者。该工作得到国家自然科学基金（NSFC）和德国研究基金会（DFG）的支持。

全文链接：

https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.105.L041901

专题报道链接：

https://physics.aps.org/articles/v15/s52