手征反常流体的量子输运理论取得重要进展

    日前，物理学院王群教授领导的研究小组在手征反常流体的量子输运理论研究中自然导出手征磁效应、手征涡旋效应和局域夸克极化效应 [Physical Review Letters 109, 232301(2012)]，受到中高能核物理界国内外学者的广泛关注。近日，他领导的研究小组与合作者再次取得重要进展，导出了协变手征动理学方程(Covariant Chiral Kinetic Equation)，这是一组新方程，该方程与凝聚态物理中的Berry位相有紧密联系。通过这组方程可以用蒙特卡洛等几率方法模拟重离子碰撞中量子反常流体演化，将成为数值模拟和唯象理论研究的工具。

    手征反常流体的量子输运理论精确地描述了美国布鲁海汶国家实验室(BNL)和欧洲粒子物理研究中心(CERN)的相对论重离子碰撞实验中夸克胶子等离子体的手征磁效应、手征涡旋效应和手征反常效应。Berry位相是凝聚态物理中用于描述某些材料拓扑性质的一个重要概念，它跟量子霍尔效应和自旋霍尔效应等现象相关。

    研究小组首先得到了洛伦兹协变的4维手征动理学方程，显示系统在坐标和动量组成的相空间的演化过程包含了Berry位相的贡献，而这个Berry位相可以看做手征反常效应的来源。将方程的第4维动量(能量分量)积分掉就得到3维动量空间的手征动理学方程，它自然包含了涡旋效应项，这是两个美国研究组所得到的3维手征动理学方程所没有的。此外方程中也有与凝聚态理论一致的Berry位相与磁场的耦合项。

    手征反常和手征磁效应导致夸克胶子等离子体的电荷分离效应

    这项工作有助于揭示高能重离子碰撞与凝聚态物理的联系，发表在美国《物理评论快报》[Physical Review Letters 110, 262301(2013)]上。王群教授是论文的通讯作者。此工作由国家自然科学基金资助。