科学家发现驱动宇宙最热流体的神秘力量

研究人员长期关注夸克胶子等离子体（QGP）中强烈的涡旋运动和电磁场，却较少研究其内部加速度——而加速度恰恰是火球迅猛膨胀的直接推手。在流体力学中，加速度与涡度同等基本，正如电场和磁场在电磁学中并重。复旦大学马余刚、黄旭光团队首次系统绘制了不同碰撞能量（3.5 GeV至2.76 TeV）下QGP内部加速度的分布与演化。他们结合AMPT和UrQMD两种主流粒子输运模型，并采用高斯平滑技术，将离散粒子数据转化为连续的能量、动量和速度场，从而把等离子体当作动态流体来分析。结果发现：火球边界处出现最强横向加速度（峰值达数百MeV），方向始终向外；这是因为该区域压强骤降而焓密度较低，根据相对论欧拉方程，二者叠加会显著放大加速度。低能碰撞时，核阻滞导致短暂减速（约-500 MeV）；超高能下，原子核高速穿过彼此，反而将新生成的等离子体‘拽’出强烈而短暂的加速脉冲。值得注意的是，无论对心碰撞还是斜碰，最强加速度始终集中在边界，因此整体效应变化不大。更关键的是，按广义相对论中的安鲁效应，如此高强度的加速度会使加速观测者‘感觉’真空具有热辐射——对应温度接近量子色动力学（QCD）相变临界温度（约2万亿开尔文）。这意味着加速度可能构成QCD物质相图的全新控制轴，影响手征对称性破缺和夸克禁闭两个核心相变。它还可能催生新输运现象，调控粒子自旋取向，这些效应与涡度效应互补，有助于解释美国RHIC和欧洲LHC实验中长期存在的超子自旋极化异常。下一步，团队将引入更真实的流体演化模型，并重点寻找可观测信号，如超子自旋极化的特定空间分布模式。这项工作首次将非惯性系下的量子效应与实际粒子行为联系起来，为强相互作用物质研究开辟了新路径：就像温度和密度定义物质相图一样，加速度有望成为相图中一个可测量的‘隐藏维度’。