近日，我院核物理团队的范小华老师与日本理化学研究所(RIKEN) 仁科加速器科学研究中心合作的最新研究成果“A neural network approach for orienting heavy-ion collision events”在核物理顶级期刊Physics Letters B上发表。日本理化学研究所杨祖星博士为该成果第一作者，西南大学范小华老师为唯一通讯作者，西南大学李志攀教授和日本理化学研究所西村俊二教授为共同作者。研究成果受到日本理化学研究所的高度认可，被评为Research Highlight工作，并重点报道 (https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/rr/20240305_1/index.html)。该研究工作得到了国家自然科学基金、日本JSPS科学研究基金、RIKEN专项、INT项目、中央高校基本科研业务费等项目资助。

图一：Highlight报道截图

该工作借助重离子碰撞输运模型模拟产生的观测量数据，开发了用于回溯原子核反应初态碰撞朝向的人工神经网络。这是人类首次从理论上论证了椭球核的重离子碰撞朝向是可以在极高精度下被识别的。原子核初态坐标空间的各向异性随着反应会部分转移到动量空间，从而影响到反应末态的各向异性流。同时反应朝向的差异使得反应中能达到的最高反应密度也存在差别，这对于末态pion介子的产率会造成影响。这些敏感于初态的观测量经过神经网络复杂连接最终产生了反应朝向的概率分布。该研究成果极大地推动了重离子碰撞中几何效应的相关研究。借助不同朝向的末态差异性，该工作也会进一步影响原子核的状态方程、核子间的短程关联等目前国际前沿科学问题的研究。

图二：重离子碰撞朝向示意图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.138359。

日本理化学研究所是世界一流、日本最大的综合性自然科学研究机构，涉及物理学、工学、化学、数理和信息科学、计算科学、生物学、医学等广泛领域的研究。其中，仁科加速器科学研究中心致力于推动“元素转变”相关科学技术，运营着世界上最高性能的重离子加速器(RI Beam Factory, RIBF)，人工合成了多种天然不存在的放射性同位素，涉及超重元素合成研究、幻数研究、宇宙中的元素合成研究、减少放射性废物的研究以及相关理论研究等。其研究成果世界瞩目，亚洲首个新元素 （113号 Nh）就是在这里合成的。

撰稿：范小华

审核：邓涛