近日，量子物质研究院博士后张辉博士与加拿大麦吉尔大学施舒哲博士、华中师范大学侯德富教授、印第安纳大学廖劲峰教授合作，在手征磁效应研究中取得重要进展，研究成果以“Signatures of Chiral Magnetic Effect in the Collisions of Isobars”为题发表在物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letter）上[Phys. Rev. Lett. 125, 242301]。

量子反常是手征费米子的基本特性。在手征材料中，微观的反常会导致非平庸的宏观输运过程，例如手征磁效应。该效应近来在物理各个学科广受关注，比如高能物理、凝聚态物理，天体物理、冷原子气体等。一个新颖的例子是在凝聚态物质系统--狄拉克和外尔半金属--中发现的拓扑相。另一个著名的例子是所谓的夸克-胶子等离子体（QGP），它是早期宇宙中存在于原始高温下的强子物质的新形态，现在通过高能核碰撞在实验室中重现，而且为研究极端条件下的量子反常现象提供了“舞台”。

相对论重离子碰撞产生的QGP提供了由相对论手征费米子组成的手征材料，研究和寻找手征磁效应对于探索强相互作用中QCD真空可能存在的局域的手征和电荷手征破缺有着十分重要的科学意义。 2018年进行了一项决定性的新对撞机实验，致力于探测同质异荷素（相同质量数不同电荷数的原子核，^96_44钌+^96_44钌和^96_40锆+^96_40锆）碰撞中的手征磁效应，目前实验结果正在分析中。在本次研究中，我们开发了描述重离子碰撞中手征磁效应现象的最新理论工具，并提出了适当的实验背景噪声扣除方法，在此基础上，我们对同素异形体碰撞实验中手征磁效应的信号进行了定量预测，为即将进行的实验测量提供一个独特的视角。

该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金等经费的支持。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.242301