质子碰撞研究新突破：广义偶极子模型获验证

高能质子碰撞过程复杂，质子作为强子，是夸克和胶子的集合体。碰撞时，夸克和胶子(含虚粒子)发生复杂相互作用，冷却后形成新强子散射出去。传统直觉认为，强子熵与碰撞部分子阶段熵不同，因部分子阶段夸克胶子相互作用多且动态混乱。然而，波兰科学院核物理研究所科学家在《物理评论 D》上发表新成果，通过改进模型揭示了质子碰撞中强子和部分子熵的真相。

Krzysztof Kutak教授和Sandor Lokos博士在高能物理领域深耕多年，他们指出，偶极模型已用于描述高密度胶子系统演化，但传统模型有局限。两年前，库塔克教授与帕维尔·卡普塔博士合作，开发出广义偶极子模型变体，将现有模型作为主导并扩展次主导效应，这对低能碰撞至关重要。为检验模型有效性，洛科斯博士提议使用大型强子对撞机(LHC)上ALICE、ATLAS、CMS和LHCb四个主要实验的数据，这些数据覆盖了从0.2太电子伏特到13 TeV的能量范围。结果显示，广义偶极子模型比以前模型更准确，且在更广泛能量范围内表现良好。

研究还涉及熵、幺正性和量子力学。哈尔泽耶夫-列文熵公式假设夸克和胶子相互作用主导的相的熵与强子熵相同，库塔克教授及其同事的研究证实了这一点。这一结果虽看似有悖常理，实则是量子力学幺正性的必然结果。幺正性要求量子系统演化方程保持跃迁概率之和且可逆，意味着概率和信息不能凭空消失或产生。未来，随着LHC加速器升级完成和电子-离子对撞机(EIC)的建设，广义偶极子模型将得到进一步验证。