科学家发现核火球内部具有极高的加速度

模拟揭示了地球上有史以来产生的一些最强加速度,为 QCD 研究开辟了新途径。当原子核以接近光速的速度碰撞在一起时,它们的内部物质会短暂转变为夸克-胶子等离子体,这是一种极热的流体,夸克和胶子在其中自由移动。科学家们仔细研究了等离子体的强烈旋转[...]

来源:SciTech日报

模拟揭示了地球上有史以来产生的一些最强加速度,为 QCD 研究开辟了新途径。

当原子核以接近光速的速度碰撞在一起时,它们的内部物质会短暂转变为夸克-胶子等离子体,这是一种极热的流体,夸克和胶子在其中自由移动。

科学家们仔细研究了等离子体的强烈旋转和电磁场,但驱动其快速膨胀的加速度却受到的关注要少得多。然而,在流体动力学中,加速度与涡度一样重要,就像电磁学中电场和磁场配对一样。

火球边缘产生极高的加速度

复旦大学物理学家马玉刚和黄旭光领导的一项研究将两种已建立的粒子输运模型 AMPT 和 UrQMD 与高斯涂抹相结合。这种数学技术将单个粒子的位置转化为能量、动量和流体速度的连续图。利用这些图,研究人员追踪了碰撞能量范围从 3.5 GeV 到 2.76 TeV 时加速度如何形成和变化。

“加速度不仅仅是一个运动学细节,它可以作为 QCD 物质的热力学控制参数,”黄教授解释道。

模拟表明,适当的加速度(沿着移动流体测量的加速度)在能量范围的下端和上端均可达到数百 MeV。穿过火球的加速度始终向外,并在其边界附近达到峰值。

在该边缘,压力迅速下降,而焓密度(与流体总能量相关的量度)仍然很低。根据相对论欧拉方程,这两个条件共同增强了加速度。

加速可以重塑 QCD 物理

参考文献:“重离子碰撞中的流体加速”,作者:钟松泽、邓先改、黄旭光和马玉刚,2026 年 7 月 25 日,《核科学与技术》。

DOI: 10.1007/s41365-026-02044-8