高能碰撞唯象学

二十世纪80年代初，欧洲核子研究中心CERN建成世界第一台高能质子-反质子对撞机，碰撞质心能量提高一个数量级，全新实验现象大量涌现。与德国柏林自由大学合作，研究这些新实验数据，提出了高能强子-强子碰撞的三火球模型，奠定了其在国际高能唯象学领域中的地位。

简介二十世纪90年代，国际上兴起高能分形研究的热潮。几乎所有高能实验组采用阶乘矩方法寻找分形（反常标度性）的特征现象，最终都归于失败，使研究陷入困境。我们率先指出，高能碰撞末态各向异性，而以往分形研究却错把它当成了各向同性。我们预言，高能强子-强子碰撞有各向异性的自仿射分形。这一预言在Phys. Rev. Lett.上登出，得到CERN实验的证实，使高能分形的研究走出困境。由于该工作的国际领先地位，两次主持召开该领域的系列国际会议ISMD，成为该系列国际会议核心组的成员。2006年成功召开了第11届高能多重产生中的关联与起伏国际研讨会。

研究结果理论研究表明，夸克胶子等离子体QGP 相变将伴随大的能量密度起伏。相关的实验观测是横动量的逐事件起伏。由于测量的相空间区域各不相同，有关实验组分析所得结果，存在分岐和不确定性，难于相互比较和理解。我们注意到NA22实验的强子-强子碰撞数据，具有全相空间覆盖、横动量接收度截断低等优势，首次系统地给出横动量起伏的相空间范围依赖关系，并首次分析了起伏对事件多重数和单事件平均横动量的依赖性。结果发表在Phys.Rev.Lett.上，被审稿人评价为“高度重要”，“非常有用”。

相对论重离子碰撞的高多重数特征，使逐事件分析成为必要与可能。我们率先指出电荷平衡函数有纵向洛仑兹不变性，得到欧洲CERN和美国RHIC实验的证实。

系统研究QGP强子化的重组合模型，成为国际上的一个主流模型（与美国奥列冈大学合作）。

非线性物理、复杂性科学与复杂网络动力学的唯象研究，处于初步阶段。

空间粒子探测中，几何因子是反演粒子能谱的关键参数.传统的几何因子以探测器的实际结构为输入条件，通过数值计算的方法获得1。由于传统的几何因子没有考虑粒子与物质相互作用的物理过程以及不同能档间粒子干扰等因素对测量结果的影响，降低了数据反演的准确度。

一种改进的几何因子计算方法，该方法的思想是在GEANT4程序中对探测器的实际结构建模、考虑粒子与物质相互作用过程，通过蒙特卡罗模拟的方法，得到探测器对不同能档粒子的响应函数，并计算干扰粒子对几何因子的影响2。最终得到探测器不同能档的几何因子。利用该方法获得的改进几何因子对我国风云三号卫星高能质子探测器的数据进行了反演，反演后的能谱更加符合空间物理公认的幂律谱分布，与POES卫星的实测结果比对表明：风云三号卫星数据与卫星的数据具有很好的一致性，说明该方法能够有效提高数据反演的质量。

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王宁 - 副教授 - 西南大学