重夸克喷射结构揭示强子对撞中的质量效应逆转

本文主要探讨的是在高能物理领域中的一个重要问题，即重夸克（如 Charm 和 Bottom）质量在强相互作用的夸克-胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma, QGP）中对部分喷射（Parton Showers）形成的影响。通常，这部分效应在轻型喷气（Light Jets）的研究中并不易被充分理解，尤其是在重离子碰撞（Relativistic Heavy Ion Collisions, RHIC）这样的极端环境中。 研究者 Hai Tao Li 和 Ivan Vitev 提出了一种创新的实验方法，利用在重味（Heavy Flavor）喷流中的重构两爪子（Two-Prong Subjet）结构来揭示和量化喷射淬火效应（Jet Quenching）中的质量层次。传统的喷射淬火效应观察到轻型喷气的动量分配相比于质子碰撞会有显著的减弱或“淬灭”，然而本文预测了一个独特现象：快速的 b-标签型喷射（即包含重夸克 b 的喷流）在重离子碰撞中的动量分配会经历更强的修改，这与轻型喷射的动量分配趋势相反。 这项研究的重要性在于它提供了一种新的实验途径，能够精确测量喷射过程中质量依赖性的分裂函数（Splitting Functions），这些函数在量子色动力学（Quantum Chromodynamics, QCD）中描述了粒子如何在介质中分裂成更小的部分。通过这种方法，科学家们能够更好地理解重夸克在高温、高密度的QGP环境下的行为，这对大型强子对撞机（Large Hadron Collider, LHC）和相对论重离子对撞机（RHIC）的实验设计和数据分析具有实际指导意义。 本文的核心成果发表于《物理快报B》（Physics Letters B）793期，2019年，259-264页，是开放获取的文章，可供科学界广泛查阅和讨论。研究历史显示，该文章于2019年4月3日首次接收，经过修订后于4月19日接受并在线发布，编辑为A.Ringwald。这篇工作为深入理解重夸克在极端条件下的行为提供了宝贵的实证依据，对进一步提升我们对强相互作用理论的理解具有重要意义。