近日，我校现代物理研究所马余刚团队张留耀博士后在重味粲介子流领域的研究中取得重要进展。成果以“Probing Charm Quark Dynamics via Multiparticle Correlations in Pb-Pb Collisions at = 5.02 TeV” 为题发表在《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett. 129.022001 (2022))上。此项工作首次通过四粒子方位角关联方法测量得到在质心能为5.02TeV下铅核-铅核碰撞产生的粲介子椭圆流。该成果是基于大型强子对撞机上紧凑型缪子螺线管（CMS）探测器完成。

重离子碰撞过程中产生的各向异性流是研究强耦合夸克-胶子等离子体（QGP）的重要工具，其中二阶椭圆流可用来表征QGP对于初态几何形态和逐事件涨落的响应。而重味粲夸克由于仅通过硬散射产生于碰撞的早期，因此更适合作为研究QGP特性的理想探针。理论研究表明：重味强子椭圆流的涨落不仅受到初态几何的影响，同样也受到由于能量损失引起的末态涨落的影响。此项实验结果佐证了上述理论，并对相关的重夸克能量损失机制给出了潜在的限制作用。

该成果基于欧洲大型强子对撞机CMS探测器获取的实验数据完成。利用CMS实验组于2018年收集到的42.7亿个最小偏差铅核-铅核碰撞事例，我校现代物理研究所张留耀博士后与其国外合作导师李威（莱斯大学）首次利用四粒子方位角关联技术（1 个粲介子+ 3 个轻味强子）测量得到粲介子的椭圆流。通过与已有的二粒子方位角关联方法测量得到的椭圆流结果对比，有迹象表明：椭圆流涨落除了主要来自于初态几何以外还有能量损失涨落引起的贡献。

张留耀在其导师陈金辉的推荐和支持下参与了CMS国际实验组。他与其国外的合作导师李威是该研究工作的主要完成人。其他参与数据分析的研究人员还包括：Cesar A. Bernardes（巴西南大河联邦大学），张友森（美国莱斯大学）和  Dener De Souza Lemos (美国伊利诺伊大学芝加哥分校)。该实验结果是以CMS合作组名义发表。

该工作得到国家自然科学基金委、科技部和中科院相关项目的资助。

图一：在碰撞中心度10-30%（左）和30-50%（右）下，粲介子的椭圆流（上）、四粒子与二粒子关联方法测量得到的椭圆流比值（下）的微分分布。

图一：在2-8GeV/c范围内，粲介子的椭圆流（上）、四粒子与二粒子关联方法测量得到的椭圆流比值（下）的积分分布。

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.022001

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.022001