近日，复旦大学现代物理研究所相对论重离子碰撞物理团队与纽约州立大学石溪分校团队合作，建立了适用于小碰撞系统多粒子累积量的非流扣除框架，为更可靠地提取集体流信号提供了新的分析方法。研究成果以“Nonflow subtraction beyond two-particle correlations”为题，于2026年10月发表在《物理学进展报告》[Rep. Prog. Phys. 89, 108601 (2026)]（影响因子15.4）。该期刊由英国皇家物理学会主办，涵盖物理学各领域。
什么是“集体流”与“非流”？
要理解这项研究的意义，先需了解两个核心概念。在相对论重离子碰撞中，原子核以接近光速相撞，瞬间产生极端高温高密的环境，夸克和胶子有望从质子、中子中“解放”出来，形成一种被称为夸克-胶子等离子体（QGP）的新物质形态。碰撞产生的粒子并非杂乱无章地飞散，而是呈现出某种方向上的集体偏好—这种粒子间的关联运动被称为“集体流”，它是判断QGP是否形成的重要探针。
然而，并非所有粒子间的关联都来自集体运动。喷注（高能夸克或胶子碎裂产生的粒子束）、共振态衰变等过程同样会让粒子之间产生关联，这类关联被称为“非流”。非流如同背景噪声，会干扰集体流信号的提取，因此必须加以扣除。
方法建立与模型验证
小碰撞系统中的集体流是探索夸克-胶子等离子体形成条件的重要途径。然而，喷注、共振衰变等过程产生的“非流”关联，会干扰集体流信号的提取。目前，两粒子关联中的非流扣除方法已较为成熟，但多粒子关联主要依赖子事件方法抑制非流，残余非流贡献仍缺乏系统的估计和扣除。
在该研究中，团队建立了适用于多粒子累积量的非流扣除框架，将两粒子关联中的扣除方法推广到三粒子和四粒子关联。团队利用重离子喷注相互作用生成器（HIJING）模型模拟不同碰撞能量下的氧-氧和氘-金碰撞，验证了该方法能够去除大部分非流贡献。研究还发现，传统多重数标度方法忽略了多重数重加权修正，导致非流扣除不足，且这一修正的影响随关联阶数增加而增强。这项研究为定量评估和扣除小系统多粒子关联中的非流贡献提供了方法，有助于更可靠地提取集体流信号。
实验结合与研究意义
面向实际实验数据，团队进一步提出了可操作的分析路径：以低多重数事件或质子-质子碰撞数据作为非流参考，利用包含一阶谐波的关联量刻画非流随粒子多重数的变化，并将模型检验中残余的“非闭合”效应纳入系统不确定性。该框架可应用于RHIC和LHC的氧-氧碰撞以及RHIC的氘-金碰撞数据分析，有望在保持较高统计精度的同时，定量控制椭圆流、椭圆流-平均横动量关联和四粒子累积量中的残余非流，从而更可靠地检验小碰撞系统集体性的多粒子本质，并为研究夸克-胶子等离子体的形成条件、初始几何及核结构效应提供新的实验分析工具。
论文第一作者汪在宁为我系2023级博士研究生，纽约州立大学石溪分校博士研究生颜正西参与了相关研究工作。论文通讯作者为纽约州立大学石溪分校贾江涌教授。我系陈金辉教授和张春健青年研究员、纽约州立大学石溪分校黄胜利研究员为共同通讯作者。
该研究得到了国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金、理论物理专款上海核物理理论研究中心等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1088/1361-6633/aea707
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