2016年度国家科技奖励公示材料.doc

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1、2016年度国家科技奖励公示材料项目名称：重夸克偶素与夸克物质的理论研究推荐单位：中国物理学会项目简介：夸克物质是最深层次的强相互作用物质状态，相对论重离子碰撞是在实验室实现这一新物质形态的唯一可能手段。项目组预言了在重离子碰撞中探测夸克物质的敏感信号，提出了研究强耦合夸克物质相结构的有效方法，发现了一个新的高密度夸克物质相。具体科学发现点在以下三个方面：1）用重夸克偶素的横动量分布探测夸克物质的理论预言被多个实验组验证并宣布。长期以来，重离子碰撞中是否产生了夸克物质缺少敏感的探针。课题组用输运方程组描述重夸克偶素在夸克物

2、质中的非平衡运动，用相对论流体力学方程描述夸克物质的时空演化，预言的重夸克偶素椭圆流和平均横动量核修正因子被大型国际合作实验组RHIC/STAR和LHC/ALICE验证和宣布。理论结果被几乎所有相关实验组引用近100次。实验组在发表新的实验数据之前往往征求庄鹏飞课题组的理论预言。2）发展了超出平均场研究强相互作用相变的理论方法。由于强相互作用的非微扰困难，一般考虑相变采取平均场近似，忽略量子涨落的贡献。课题组在有限温度密度对夸克圈进行求和，在夸克模型中构造了介子，保证了Goldstone定理。发现手征恢复相由夸克自由度决定

3、，而手征破缺相由涨落产生的介子控制。国际同行指出“这方面的大部分工作是在经典（平均场）框架内，但庄等人给出了超出平均场计算手征热力学的方法”，“是庄等人首先在夸克模型中发展了超出平均场计算热力学势的方法”。3）提出了无能隙色超导态。高密度夸克物质处于各种超导超流态。项目组发现色超导态中激发的准粒子能量可以为零，由此提出了无能隙色超导态，指出了高密度夸克物质中色磁不稳定的特征。在项目组这一新的突破以后，无能隙色超导态迅速成为强相互作用相变研究的一个热点，并被推广到其它相对论费米气体。最近发表在Rev.Mod.Phys.的综述

4、文章有17处正面引用项目组的工作。项目组的8篇代表性论文被SCI他引522次，20篇核心论文被SCI他引964次。根据核物理与粒子物理权威网站美国INSPIRE的统计，上述他引次数分别为734和1353。项目组3次受邀请单独为国际期刊撰写夸克物质和重夸克偶素的综述文章，3次在大型国际会议做大会邀请报告。项目组以庄鹏飞为学术带头人，其他3位主要完成人黄梅、朱相雷、何联毅是庄鹏飞当时的博士研究生。庄鹏飞1999年获国家杰出青年基金，黄梅2008年获科学院百人计划资助，朱相雷2009年获全国百篇优秀博士论文，何联毅2015年获国

5、际量子多体物理界Kümmel奖、并于2016年获青年千人计划资助。中国物理学会推荐信夸克物质是最深层次的强相互作用物质状态，相对论重离子碰撞是在实验室实现这一新物质形态的唯一可能手段。庄鹏飞课题组的项目《重夸克偶素与夸克物质的理论研究》在以下三个方面做出了关键的学术贡献。1）用重夸克偶素的横动量分布探测夸克物质的理论预言被多个实验组验证并宣布。预言的集体流和平均横动量被美国RHIC/STAR和欧洲LHC/ALICE国际合作实验组验证，对于确定夸克物质的形成和性质起到了关键的作用。庄鹏飞研究组已经成为该领域国际领先的研究组之

6、一。2）提出了超出平均场研究强相互作用相变的理论方法。通过夸克圈求和，首次计算了量子涨落的热力学贡献。国际同行认为，是庄鹏飞等人首先超出平均场计算了夸克-介子系统的热力学。3）提出了无能隙色超导态。发现色超导态中激发的准粒子能量可以为零，提出了无能隙色超导态和高密度夸克物质中色磁不稳定的特征。项目组于2003年开启了这一新的研究方向，并推广到其它相对论费米气体。8篇代表性论文被SCI他引522次，20篇核心论文被SCI他引964次。项目组以庄鹏飞为学术带头人，其他3位主要完成人黄梅、朱相雷、何联毅是庄鹏飞当时的博士研究生。

7、庄鹏飞1999年获国家杰出青年基金，黄梅2008年获科学院百人计划资助，朱相雷2009年获全国百篇优秀博士论文，何联毅2016年获青年千人计划资助。鉴于该项目的学术成就和国际影响，中国物理学会郑重推荐该项目申报国家自然科学二等奖。主要完成人情况表第一完成人姓名技术职称工作单位完成单位获国家科技奖励情况庄鹏飞教授清华大学清华大学无对本项目科学创造性贡献项目负责人，总体设计者。提出学术思想，指导和设计理论研究框架，主持分析和总结研究结果。对科学发现点1-2做出了创造性贡献，对科学发现点3做出了重要贡献，是第1-6篇代表性论文的

8、通讯作者或第一作者。主要学术贡献有：1）提出用重夸克偶素的横动量分布探测夸克物质的学术思想，并进行了主要的理论计算，建立了细致输运模型；2）提出在热密夸克物质中用平均场处理夸克和用圈图求和处理介子的思想方法，在夸克模型中超出平均场研究手征热力学，并推广了Beth-Uhlenbek相移方法，完成了大部分理