現時在歐洲核子中心大型强子對撞機(CERN-LHC)進行的相對論性重離子對撞實驗中,兩束Pb核被加速到約99.999%的光速並實現對撞,解除真空中的誇克禁閉,從而在實驗室中創造出一種新穎的强相互作用物態,即誇克-膠子电浆(QGP)。QGP被認為廣泛存在於大爆炸(Big Bang)之後數個微秒時間內的整個極高溫(溫度達到一萬億開爾文以上)宇宙之中。關於QGP的實驗和理論研究是當前高能物理的一個前沿,而重味誇克偶素(比如諾貝爾物理學獎得主丁肇中先生發現的璨誇克及其反誇克形成的束縛態J/ψ粒子)是研究QGP性質的一個重要手段。
南京理工大學理學院物理系何敏教授與美國Texas A&M大學合作者Ralf Rapp教授在QGP的粲誇克偶素物理的理論研究中取得重要進展,相關成果近日發表於物理學國際頂尖期刊《物理評論快報》(M. He,B. Wu,and R. Rapp,Phys. Rev. Lett.128,162301(2022),論文連結:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.162301)。
南京理工大學為該論文第一單比特,何敏教授為該論文第一作者兼通訊作者。該項工作獲得國家自然科學基金資助。
該工作中,何敏教授與合作者第一次建立了開放粲誇克和閉合粲偶素的QGP輸運之間的定量聯系,利用由擴散類比得到的並由粲介子實驗數據約束的粲與反粲誇克分佈,計算了粲偶素在QGP中的重組合產生。由於使用真實的非平衡誇克分佈函數及囊括相關的位置—動量關聯效應,J/ψ粒子的重組合產生機制被推到較高的橫動量區,從而解决了實驗觀測到的J/ψ粒子較大橢圓流這一在領域內持續數年的理論謎題(見下圖,黑色點為實驗數據,紅色帶為完整的理論結果)。

此外,由於近年來在QGP的重味誇克和重味誇克偶素物理領域的重要貢獻,何敏教授獲邀於今年4月9日在第29届國際相對論核核對撞大會(Quark Matter 2022)做題為“Production & Hadronization of Heavy-Flavor Hadrons”的大會報告(Plenary talk)。該會議為高能核子物理領域國際上最權威最重大的系列會議,一般約兩年召開一次,大會報告由其國際顧問委員會遴選。本次會議於4月4日至10日在波蘭Krakow舉行,現場和線上參會總人數超過800人。何敏教授為本次會議中國唯一獲邀大會報告人(Plenary speaker)。