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王新年教授做客第24期李政道讲座——在重离子碰撞中重现早期宇宙

近日,华中师范大学王新年教授做客第24期李政道讲座,以“在重离子碰撞中重现早期宇宙”为题,带来了一场深入解析量子色动力学(QCD)与夸克-胶子等离子体(QGP)的精彩前沿报告。李政道研究所讲席教授何小刚等30余位师生现场参会。本次讲座由何小刚主持。

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王新年从量子色动力学的基本理论切入,系统讲述了强相互作用下核物质的奇异性质。他回顾了从1970年代量子色动力学理论建立,到“夸克-胶子等离子体”作为高温状态下核物质形态的提出,再到RHIC和LHC等大型对撞机的实验验证过程。夸克-胶子等离子体是一种由自由夸克和胶子构成的高温强相互作用物质,被认为是宇宙大爆炸后最初几微秒中的主要形态。通过重离子碰撞实验,科学家们得以在实验室中短暂地“重现”这种宇宙早期状态。

王新年指出,夸克-胶子等离子体是一种近乎完美的流体,具有极低的粘滞系数,甚至可能是自然界中最理想的流体之一。通过分析重离子碰撞中产生的集体流动、自旋极化、喷注淬火等现象,科学家们得以深入探究QGP的性质,包括其状态方程、输运系数、涡旋结构等。王新年教授还介绍了“小爆炸”的概念:重离子碰撞如同一场微型宇宙大爆炸,释放出大量粒子并产生类似宇宙背景辐射的流动。这种“小爆炸”中的流体力学行为,与宇宙早期演化的某些特征高度相似,为理解宇宙起源与演化提供了新的视角。

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此外,王新年还回顾了李政道先生在相关领域的开创性贡献,他特别强调,李政道先生早年对高密高温量子色动力学的前瞻性工作,为当今相关领域的研究奠定了理论基础。

在随后的讨论环节,王新年耐心细致地回应了听众提出的多个问题,进一步解释了如何通过实验上的可观测量研究夸克胶子等离子体的具体性质,通过QCD相图揭示强相互作用的本质,帮助我们理解宇宙早期的状态,并对未来的研究方向进行了展望。

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讲座结束后,何小刚代表李政道研究所向王新年颁发了“李政道讲座”纪念证书与定制卡通画像,以感谢他带来的这场极具启发性的学术盛宴。

王新年教授简介

王新年现任华中师范大学博雅讲席教授、粒子物理研究所所长,是高能粒子与核物理领域的理论物理学家。他在美国俄勒冈大学获得博士学位,1992年成为劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)特聘研究员,1997年成为 LBNL资深研究员,任期至2024 年。他曾是劳伦斯伯克利实验室核理论项目的负责人,也是由美国能源部资助的JET合作项目的管理者和联合发言人。他于2002年当选为美国物理学会会士,并于2024年获得洪堡研究奖。

李政道研究所
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孟闻卓
钱露