相對(duì)論重離子碰撞可以產(chǎn)生高溫的夸克膠子物質(zhì),同時(shí)也產(chǎn)生極強(qiáng)的電磁場(chǎng)和流體渦旋。在強(qiáng)電磁場(chǎng)和渦旋場(chǎng)中的夸克膠子物質(zhì)呈現(xiàn)出新奇的宏觀量子現(xiàn)象,比如手征磁效應(yīng)、手征渦效應(yīng)、手征分離效應(yīng)、手征電分離效應(yīng)、自旋極化現(xiàn)象等。它們一方面給我們提供了可以探測(cè)高溫下量子色動(dòng)力學(xué)的非平庸規(guī)范場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、強(qiáng)相互作用的宇稱破壞、夸克膠子物質(zhì)中的自旋動(dòng)力學(xué)等的實(shí)驗(yàn)手段,另一方面也與物理學(xué)其他分支,比如粒子物理、凝聚態(tài)物理、天體物理、冷原子物理等發(fā)生緊密聯(lián)系,形成新的交叉研究領(lǐng)域。本文旨在對(duì)這些宏觀量子現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制以及它們?cè)谙鄬?duì)論重離子碰撞中的探測(cè)等做一回顧和展望。特別地,我們揭示出重離子碰撞的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以達(dá)到10¹⁸～10²⁰ G,流體渦旋可以達(dá)到10²² s^-1;這是我們已知當(dāng)前宇宙中最強(qiáng)的磁場(chǎng)和流體渦旋。我們定量地對(duì)同量素碰撞實(shí)驗(yàn)做了分析,發(fā)現(xiàn)即便背景比例達(dá)到93%以上,當(dāng)前的同量素碰撞實(shí)驗(yàn)仍然可在大約3σ的顯著性水平上判斷是否有手征磁效應(yīng)的發(fā)生。我們系統(tǒng)地給出了滿足因果律的自旋流體力學(xué)方程,并推導(dǎo)了其中的集體激發(fā)模式...

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