强子物质和夸克物质之间的相变是现代物理学中重要而富有挑战性的领域之一，其与重离子碰撞、混杂星以及早期宇宙强子化过程密切相关。

本世纪初进行的相对论性重离子碰撞实验已经达到了前所未有的碰撞能量，并创造出了具有奇特性质的新型物质。据推测，碰撞可以重现早期宇宙的条件，此时存在一种新的物质状态。在这种状态下，夸克和胶子已经从强子的束缚中解放出来，成为热夸克胶子等离子体（QGP）。奇异夸克物质的液滴，即奇异子，可能在QGP的冷却过程中形成，这可能是实验室中QGP形成的明确无误的标志。事实上，许多重离子碰撞实验都在寻找奇异子。然而，我们对奇异物质的相结构以及奇异火球在膨胀和冷却阶段所遵循的热力学路径仍然知之甚少。因此，有必要估计重离子碰撞中的相变过程，并为未来的计算提供完整可靠的热力学基础和有用的一致性检验。

我校机电工程学院陈怀民副教授团队研究了有限温度下奇异夸克物质与强子物质平衡时的相图，其中分别用重子数密度依赖夸克质量模型和带硬核排斥因子的强子共振气体模型处理夸克相和强子相。研究中讨论了相对论性核碰撞中亚稳态奇异夸克液滴(“奇异子”)形成的热力学条件，得到了有限温度下相图的丰富结构，并研究了奇异火球膨胀的动力学轨迹。研究结果表明，奇异分数、微扰参数和禁闭参数对相图性质和奇异子的形成有重要影响。考虑等熵膨胀过程，平均重子初始熵小于或等于5时，奇异子形成的概率很大。此外，足够大的奇异分数和单胶子交换相互作用以及足够小的夸克禁闭相互作用为奇异子的形成创造了可能性。相反，当奇异分数为0或单胶子交换相互作用足够小或夸克禁闭相互作用足够大时，奇异火球总是完成强子化过程。

该成果以《Strangelets formation in high energy heavy-ion collisions》为题，发表在国际高能物理领域权威学术期刊Physical Review D (论文链接：https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.054031)，陈怀民副教授为第一作者和通讯作者，澳门银银河官方网welcome为第一单位，中国科学院大学彭光雄教授、扬州大学夏铖君教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金重点项目和面上项目以及科技部SKA专项的支持。