仇浩 男 中国科学院近代物理研究所
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研究领域
利用重离子碰撞实验(STAR, CMS, CEE, CBM)研究夸克胶子等离子体以及核物质相图：重离子碰撞实验能产生能产生温度达几万亿度的核物质，这是迄今人类产生的温度最高的物质。在此条件下，通常禁闭在质子、中子等强子中的夸克、胶子被解放出来，形成一种新的物质状态：夸克胶子等离子体(Quark-Gluon Plasma, QGP)。重离子碰撞实验使我们能在实验室中产生和研究QGP。除了极高的温度，重离子碰撞实验产生的QGP还有很多有趣的性质，如极低的粘滞系数（接近理想流体）、极强磁场、极高涡量等。QGP 存在于宇宙演化早期，研究其性质对宇宙学也有重要意义。在对撞能量较低时，系统的重子密度和重子化学势较大，可能存在一些新的复杂相变，例如一级相变和临界点。寻找核物质相图中的一级相变和临界点是当前的研究热点之一。
参与发现两种新的反物质粒子：迄今人类发现的唯一反超核-反超氚核，以及迄今人类发现的最重反物质-反氦4。超核，指正常原子核中的质子、中子被含奇异夸克的“超子”替代。反超核是超核对应的反物质。发现新的反物质粒子，是研究正反粒子对称性的基础，有助于理解为什么我们今天宇宙的可见部分由物质构成，而不是等量的正反物质完全湮灭。
利用无中微子双贝塔衰变实验NvDEx，确定中微子是否是自己的反粒子：随着预言的Higgs粒子在LHC上被发现，粒子物理标准模型作为解释我们物质世界的基本理论，取得了巨大的成功，这是一个时代的完美结束。标准模型中中微子不需要有质量，但中微子振荡实验表明，中微子是有质量的。并且其质量及其微小，远小于其它标准模型费米子。因此中微子已经具有超出标准模型的性质，可能成为打开一个新时代的钥匙。除中微子外，所有标准模型的费米子都不是自己的反粒子，只有中微子尚未确定是否是自己的反粒子。如果中微子是自己的反粒子，那么“翘翘板机制”能自然地解释中微子极其微小的质量。如果观察到无中微子双贝塔衰变，则能证明中微子是自己的反粒子。此外，无中微子双贝塔衰变还是CP宇称破坏过程和轻子数不守恒过程，可能解释为什么我们今天宇宙的可见部分由物质构成，而不是等量的正反物质完全湮灭。无中微子双贝塔衰变如果存在，其半衰期可能长达1029年，观测极为困难，需要尽可能降低本底。NvDEx实验在降低本底方面有三个独特的优势：1.高衰变能量；2.通过三维事例重建区别信号与本底；3.世界最深的地下实验室：锦屏极深地下实验室。这些给予NvDEx很大的潜力，可能最早达到观测无中微子双贝塔衰变所需的敏感度。