Mapping Quantum Chromodynamics by Nuclear Collisions at High and Moderate Energies

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11875153
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2703.中高能核物理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The phase structure of strongly interacting matter in the temperature and density plane is expected to be very rich. At zero or small density/temperature ordinary nuclear matter is the so called confinement phase in which colored quarks and gluons, the building blocks of Quantum Chromodynamics (QCD), are confined in colorless hadrons. On the other hand, at high temperature and/or high density an exotic phase is expected in which color is deconfined and quarks can propagate in the medium on length scales larger than the typical hadron size. This new phase is named the quark-gluon plasma (QGP). The existence of this new phase, which should appear at a temperature of the order of 10^12 Kelvin, is proved theoretically by means of Lattice QCD as well as by means of effective models; the transition to this high energy phase can also be tested in current experiments by means of high energy nuclear collisions. ..Recent experimental data have suggested that a QGP-like medium might have been formed also in high energy proton-nucleus (pA) and proton-proton (pp) collisions. It is therefore of a certain interest to understand the dynamical evolution of the system created in these collisions from a theoretical point of view. One of the aim of this research project is to investigate on the early stage of high energy pp and pA collisions, with particular emphasis on the classical gluon field that are produced in the initial stage and on their evolution to an isotropic medium. After a clear understanding of the initial stage dynamics has been achieved, we aim to link our results to a relativistic transport evolution that will allow us to study the evolving system up to the hadronization time, and study how this initial dynamics affects experimental observables with particular emphasis on the two particle correlations and on hydrodynamic flows. ..At finite baryon chemical potential it is believed that the crossover to the high temperature phase is replaced by a first order phase transition: the point at which the two lines meet in the temperature/chemical potential plane is named the QCD critical point: therefore, it is very important to investigate on the possible measurable quantities to detect the critical point. Another part of the research will be devoted to the study of the QCD medium at finite baryon chemical potential. In particular, we will study the transport coefficients of the QCD medium at finite baryon chemical potential, then we will use the results to simulate the evolution of the medium created in low energy nuclear collisions. These collisions allow for the creation of a medium with a net baryon density and thus offer a way to map experimentally the QCD high chemical potential corner of the phase diagram. Moreover, they will potentially allow for the discovery of the QCD critical endpoint, namely the place in the phase diagram at which the crossover changes to a first order phase transition. Finally, they will allow for the experimental study of the QCD phases at finite baryon chemical potential, thus giving the possibility to test the effective models predictions about the possible phases of QCD at high density like the celebrated Quarkyonic phase in which quarks occupy large Fermi spheres but the thermal excitations on the top of these are colorless (baryon-like) excitations.
强相互作用在温度-密度平面上具有丰富的相结构。在低温或低密度时夸克和胶子被禁闭在强子中。而在高温或高密度时,人们预言一种退禁闭的相将会出现,这就是夸克胶子等离子体。根据格点QCD和有效模型的预言,这种相将会在温度达到10^12 K时出现。实验上也可以通过高能核碰撞来验证这一预言。最近的实验数据表明,夸克胶子等离子体物质可能在高能质子-原子核碰撞和质子-质子碰撞中产生。所以本项目中我们将着重关心碰撞后体系的动力学演化的理论解释。我们的研究目标之一是研究碰撞早期产生的胶子场以及由胶子场演化到各向同性物质的演化过程。在我们对碰撞早期动力学有了一个清楚的认识以后,我们将会把我们的研究成果和相对论输运演化理论相结合。这使我们可以研究从碰撞初期到强子化的全过程。也使我们可以研究初期动力学对实验可观测量的影响,我们将着重研究对双粒子关联和流体动力学流的影响。

结项摘要

强相互作用物质的在温度-密度平面上具有非常丰富的相结构。在零温/密度或者温度与密度都很小的情况下平常的核物质被称为禁闭相,此时具有色自由度的夸克与胶子(参与强相互作用的基本单元)被囚禁在对外不呈现色自由度的强子之中。另一方面,在高温或者高密度的情况下,人们预期存在一些奇特的相结构,色自由度不再呈禁闭状态,同时夸克可以在介质中传播,其运动尺度大于典型的强子大小,这种相叫做夸克胶子等离子体(QGP)。此种相结构应在10^12开尔文的左右的温度范围时出现,这已经被格点QCD方法以及多种有效模型在理论上证明。到如此高能的相变也被高能核碰撞实验证实。在零重子密度时,到QGP的相变实际上是一种平滑过渡,但很多研究指出在高化学势时,平滑过渡转变为一阶相变,因此应存在一个区分一阶相变与平滑过渡的临界点。在高能碰撞中,碰撞之后的相互作用区域立刻产生一系列强横胶子场,这被称为Glasma,作为此系统的初始条件。Glasma随着胶子场的动力学进行演化,我们建议,这种动力学可以通过重色探针进行探测,即重夸克:粲夸克和美夸克,其与Glasma同时形成,远早于夸克胶子等离子体。我们着眼于研究在核-核碰撞、质子-核碰撞以及质子-质子彭璜中的的重夸克在演化中的Glasma的传播问题。我们对重夸克扩散过程对可观测量(核修正因子以及椭圆流)的影响做出了预测。我们也通过一种新颖的方法,即热力学几何,研究了QCD相图。热力学几何方法应用以微分几何的语言表述的相变点附近的涨落理论,借此我们计算了QCD相变附近的热力学曲率,发现了曲率R蕴含着看看物质在临界点附近介观表现的重要信息。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Topological susceptibility, divergent chiral density, and phase diagram of chirally imbalanced QCD medium at finite temperature
有限温度下手性不平衡QCD介质的拓扑磁化率、发散手性密度和相图
  • DOI:
    10.1103/physrevd.102.014031
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Ruggieri Marco;Chernodub Maxim N.;Lu Zhen-Yan
  • 通讯作者:
    Lu Zhen-Yan
Chiral phase transitions of helical matter
螺旋物质的手性相变
  • DOI:
    10.1103/physrevd.103.094030
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wan Shen-Song;Giuliani Gianluca;Ruggieri Marco
  • 通讯作者:
    Ruggieri Marco
Classical model for diffusion and thermalization of heavy quarks in a hot medium: memory and out-of-equilibrium effects
热介质中重夸克扩散和热化的经典模型:记忆和不平衡效应
  • DOI:
    10.1088/1674-1137/43/9/094105
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chinese Physics. C
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ruggieri Marco;Frasca Marco;Das Santosh Kumar
  • 通讯作者:
    Das Santosh Kumar
Ballistic diffusion of heavy quarks in the early stage of relativistic heavy ion collisions at RHIC and the LHC
RHIC 和 LHC 相对论性重离子碰撞早期重夸克的弹道扩散
  • DOI:
    10.1103/physrevd.103.034029
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Liu Jun-Hong;Das Santosh K.;Greco Vincenzo;Ruggieri Marco
  • 通讯作者:
    Ruggieri Marco
Energy loss versus energy gain of heavy quarks in a hot medium
热介质中重夸克的能量损失与能量增益
  • DOI:
    10.1103/physrevd.103.054030
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Jamal Mohammad Yousuf;Das Santosh K.;Ruggieri Marco
  • 通讯作者:
    Ruggieri Marco

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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