核物質相結構的探測研究是當前國際大科學裝置(如美國RHIC-STAR、德國FAIR、俄羅斯NICA、日本J-PARC以及我國HIAF等)前沿研究熱點之一，其對人們探索宇宙早期、晚期演化奧秘以及對非微擾量子色動力學強相互作用的理解都具有非常重要的意義。STAR合作組近年來主要致力于通過凈質子高階關聯漲落的實驗測量來研究核物質相變臨界點，但最新STAR高統計量實驗數據似乎沒有顯示凈質子高階關聯函數的明顯漲落。

“大質量中子星內部存在超子”幾乎是所有理論家的共識。但中子星內部超子的存在會導致預期的中子星最大質量明顯小于天文觀測值，這就是所謂的中子星“超子謎團”。解決這一謎團的關鍵是確定高重子密度下的超子勢。STAR實驗等基于金-金原子核碰撞來探測超子勢，卻很難剔除掉當前看來依然未知的、非奇異重子高密核物質狀態方程等對超子產生及其集體流的影響。

基于改進的、能夠同時再現相關能區不同實驗數據的多相輸運模型模擬研究，研究人員發現單-雙奇異重子比值以及質子橢圓流敏感于重離子碰撞中的夸克物質形成。通過與實驗數據比較，研究發現金-金原子核碰撞生成夸克物質的臨界碰撞質心能量大約在4 GeV左右，率先給出了核物質強子-夸克相變邊界上的一個“點”。

     圖1. 多相輸運計算的單-雙奇異重子比值(左)以及質子橢圓流(右)與實驗數據的比較。

研究人員還基于考慮平均場的核內級聯模型及熱剩余退激模型，率先提出利用超子、超核次級束流來研究超子-核子相互作用及高重子密度下的超子勢，通過測量反應中發射的超子提取常密、高密核物質中的超子勢。這種探測研究超子勢的方法最大限度地減少了各種理論的不確定性。此外，研究還討論了相關實驗的可行性。

    圖2. 級聯模型并合統計模型計算的Lambda超子散射角分布(左)以及Lambda超核碰撞超子快度分布(右)。