相對論重離子碰撞可以產(chǎn)生高溫的夸克膠子物質(zhì),同時也產(chǎn)生極強的電磁場和流體渦旋。在強電磁場和渦旋場中的夸克膠子物質(zhì)呈現(xiàn)出新奇的宏觀量子現(xiàn)象,比如手征磁效應、手征渦效應、手征分離效應、手征電分離效應、自旋極化現(xiàn)象等。它們一方面給我們提供了可以探測高溫下量子色動力學的非平庸規(guī)范場拓撲結(jié)構(gòu)、強相互作用的宇稱破壞、夸克膠子物質(zhì)中的自旋動力學等的實驗手段,另一方面也與物理學其他分支,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域。本文旨在對這些宏觀量子現(xiàn)象的產(chǎn)生機制以及它們在相對論重離子碰撞中的探測等做一回顧和展望。特別地,我們揭示出重離子碰撞的磁場強度可以達到10¹⁸～10²⁰ G,流體渦旋可以達到10²² s^-1;這是我們已知當前宇宙中最強的磁場和流體渦旋。我們定量地對同量素碰撞實驗做了分析,發(fā)現(xiàn)即便背景比例達到93%以上,當前的同量素碰撞實驗仍然可在大約3σ的顯著性水平上判斷是否有手征磁效應的發(fā)生。我們系統(tǒng)地給出了滿足因果律的自旋流體力學方程,并推導了其中的集體激發(fā)模式...

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