近日，国际权威期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）以编辑推荐和(Editor Suggestion)形式发表了相对论重离子对撞机（RHIC）STAR实验合作组的最新研究成果“RHIC金核金核碰撞中净质子数涨落的精确测量”。同时被美国物理学会旗下的《物理》期刊作为亮点报道(Featured in Physics)。该研究对RHIC第二阶段束流能量扫描（BES-II）中金-金核对撞产生的净质子数涨落进行了高精度测量，为探索量子色动力学（QCD）相图中的临界点提供了关键实验依据。我校STAR实验团队罗晓峰教授是该成果的主要作者之一，他与STAR实验合作组的日本筑波大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室、印度国家科学与教育研究所、中国科学院近代物理研究所以及中国科学技术大学的科研人员合作共同完成了此研究工作。该研究成果于2025年9月29日正式发表, 文章链接: https://link.aps.org/doi/10.1103/9l69-2d7p。美国布鲁克海文国家实验室第一时间对该成果进行了报道：https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=122555 ，报道中引用了罗晓峰教授对研究重要性的评论。

        QCD临界点的寻找是当前高能核物理领域的前沿课题。理论预言，强相互作用物质在高温高密条件下会经历从强子物质到新物质相-夸克胶子等离子体(QGP)的相变，临界点或一级相边界的实验证据是最后证实QGP存在的充要条件。实验中，逐事件净质子数涨落被认为是识别QCD相变的重要观测量。本次工作依托RHIC第二阶段束流能量扫描（BES-II）实验，采用升级后的STAR探测器收集的高统计量数据。系统测量了净质子数分布的四阶累积量及其比值，发现其在碰撞能量19.6 GeV附近显著偏离非临界模型基线，偏离置信度达到2–5倍标准差。该特征被认为是系统进入QCD临界区域的可能信号。该成果为揭示宇宙早期极端状态下的演化和物质性质提供了新线索，并将为未来探索高重子密度区QCD相结构和状态方程打下重要基础。

   罗晓峰教授10多年来长期带领团队参与RHIC-STAR实验，推动了净质子数涨落分析方法的发展与完善，并在数据分析、系统误差评估和物理解释方面作出核心贡献。课题组培养的张宇（广西师范大学）和黄仪鸽博士负责了该研究成果的数据分析工作。

   值得一提的是，在第二阶段能量扫描（BES-II）中，STAR实验除完成对撞模式下(7.7-19.6 GeV)的大规模数据采集外，还同步开展了固定靶实验，覆盖了从7.7 GeV一直到3 GeV的更低碰撞能量区间，使实验可探测的重子化学势上限从约420 MeV扩展到约750 MeV，大幅度拓展了QCD相图高重子密度区域的探索范围。此次发表的成果聚焦于对撞模式下的高精度测量，固定靶数据的分析工作正在稳步推进中。随着后续分析结果的陆续发布，预计将进一步丰富对QCD临界点及一阶相变边界的认识，并为揭示极端条件下核物质性质提供更加关键的实验证据。

   为了在高重子密度区核物质相结构、寻找QCD相变临界点这一具有重大发现潜力的研究方向上占据领先地位、取得突破，世界各大科技强国纷纷建造大型加速器和粒子探测器、开展重离子碰撞实验，其中包括德国FAIR的压缩重子 (Compressed Baryonic Matter, CBM) 实验(2028年试运行)、俄罗斯杜布纳(Dubuna)联合核子研究所NICA Multi-Purpose Detector (MPD)重离子对撞实验（2025年试运行）、中国科学院近代物理所HIRFL-CSR External-target (CEE) 外靶实验（2025年试运行）。我校积极加入了这些实验并参与探测器研制和建造，研究团队计划继续依托国内外大型加速器设施，在更低能区(2-8 GeV)开展实验测量，以进一步寻找QCD相变临界点并确认其在相图中的位置。

该工作得到国家自然科学基金项目以及科技部重点研发项目资助。RHIC-STAR是位于美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机上STAR实验的大型国际合作组，由来自14个国家76个单位的745位科研人员组成。

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通讯员|王棣

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审核|赵蕴杰 罗晓峰