クォーク・グルーオンプラズマの加速、火球端で500 MeVに到達

科学者らは、粒子衝突で生成される超高温状態の物質であるクォーク・グルーオンプラズマ内部の加速をマッピングし、火球の端で極端な値に達することを明らかにした。2026年8月3日に報告されたこの発見は、加速が強い力に支配された物質の新しい制御パラメータとして機能する可能性を示唆している。

復旦大学の物理学者、Yu-Gang Ma氏とXu-Guang Huang氏が率いるこの研究では、AMPTモデルとUrQMDモデルという粒子輸送モデルを、粒子分布を連続的な流体場に変換するガウス平滑化法と組み合わせた。これにより、チームは衝突エネルギー3.5 GeVから2.76 TeVにわたる加速を追跡することができた。

研究によると、ピーク固有加速度は低エネルギーと高エネルギーの両方で数百MeVに達し、最も強い横方向の加速は火球の境界近くで外側を向いている。圧力が急激に低下しエンタルピー密度が低いままであるため、境界は加速のホットスポットとなり、相対論的オイラー方程式を介してその効果が強化される。

低い衝突エネルギーでは、核停止により最大約500 MeVの減速が発生するが、超相対論的エネルギーでは、原子核が互いを通過する速度が非常に速いため、短時間で強烈な加速パルスが発生する。最も強力な加速は境界に集中しているため、正面衝突と斜め衝突の間で全体的な効果はわずかにしか変化しない。

Huang教授は、加速は単なる運動学的詳細ではなく、QCD物質の熱力学的制御パラメータとして機能する可能性があると述べた。ウンルー効果を通じて、数百MeVの加速はQCD転移温度に近い温度に類似する可能性があり、QCD物質の相構造に「加速軸」を追加し、カイラル転移と閉じ込め転移に影響を与える可能性がある。

研究者らは、計算により現実的な流体力学進化を組み込み、ハイペロンのスピン偏極パターンなど、加速の影響を明らかにできる実験的シグナルを探す計画だ。この研究は『Nuclear Science and Techniques』に掲載され、RHICやLHCなどの衝突型加速器で非慣性量子効果を測定可能なシグネチャに変換することを目指している。