美對撞機模擬宇宙大爆炸創造完善液體

2019年05月03日 来源:

騰訊太空訊 據國外媒體報道,美國能源部下屬的布魯克海文國家實驗室近日成功模擬了宇宙大爆炸初幾毫秒的宇宙環境,實驗室產生了以接近光速對撞形成的微小液滴態等離子體。科學家稱之為夸克-膠子等離子體,其誕生于宇宙大爆炸以后數毫秒的時間內,如果我們無法模擬宇宙大爆炸之后的環境,就沒法得到它們。這些堪稱完善的液體存在很短的時間,它們冷卻凝結形成了其他普通物資,是構成宇宙物質的重要組成部分。這表明在宇宙誕生后,出現了批“液體”物質。布魯克海文國家實驗室的科學家為了獲得這些夸克-膠子等離子體,使用金離子撞擊氦-3核物資,物理學家初認為只有金這樣的物質才有足夠的質能來釋放夸克膠子,結果也證實了這個實驗是成功的。貝恩-特穆勒是該實驗室原子核與粒子物理學實驗室副主任,他認為取得夸克-膠子等離子體是一個有趣的驚喜,它是一種完善的液體。RHIC實驗和大型強子對撞機也正在進行類似的實驗,試圖取得宇宙大爆炸以后的夸克-膠子等離子體。在2013年,大型強子對撞機的物理學家宣布利用鉛離子與質子對撞也能夠獲得,不過通過金離子撞擊氦-3核物資的方法獲得夸克-膠子等離子體還是次。初步的研究結果發現,這些微小水滴被認為是完美的液體,其緣由在于它們幾乎沒有摩擦,這個發現也刺激了一系列的思想實驗來驗證這個想法。科羅拉多大學物理學家杰米-內格爾認為該實驗解釋了創造夸克-膠子等離子體的一些要素,這樣的碰撞可能會產生原始的夸克。對完善液體的發現,科學家在2005年后的對撞實驗已經有所發覺,高能物理學家們意識到這是一種新的物質狀態,由夸克和膠子組成,堪稱完美的液體。對于這些發現,科學家已經著手改進它們的加速器實驗方案,通過碰撞不同的離子來獲得夸克-膠子等離子體,尋找這種宇宙極早期物質的制造方法。2008年RHIC實驗中,利用了氘核與金離子碰撞,如今我們逐漸掌握了夸克-膠子等離子體的制造途徑。(羅輯/編譯)

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