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科学家位于欧核中心大型强子对撞机ALICE探测器的情景

  腾讯科学(Everett/编译)北京时间8月16日消息,据国外媒体报道,来自欧洲核子研究中心和布鲁克海文国家实验室的科学家们在2012年在华盛顿召开的夸克物质会议上宣布了最新的发现成果,揭开了宇宙大爆炸发生后仅仅几毫秒发生的事件。科学家通过欧洲核子研究中心大型重离子实验探测器(ALICE)创造了有史以来最高的人造温度,产生的夸克-胶子等离子体瞬间超过了此前4万亿度等离子体流温度记录的38%。

  这团等离子体如同一个巨大的原子汤,科学家认为这种物质形态是大爆炸后极短时间内存在的独特状态,在早前的实验中发现处于这种状态的等离子体就如同完美的液体,这一发现也意味着物理学家们着手在实验室中研究最热、密度最高的物质形态,比我们太阳中心温度高出10万倍,密度也将超过中子星。

  在7月份,欧洲核子研究中心的科学家们宣布发现了难以捉摸的希格斯玻色子,而重离子物理研究领域则是探索宇宙中物质属性的关键,这同时也是大型强子对撞机极其实验需要解决的基础物理问题之一。根据欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔(Rolf Heuer)认为:大型强子对撞机的物理学家们正在研究质子-质子对撞和铅离子对撞(Lead-Lead Collision)实验,试图解释其他重要的粒子物理现象。其结果将帮助科学家了解高密度时空的演化过程以及强相互作用在时间和空间中的行为。

  与此同时美国布鲁克海文国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)研究人员第一次观察到普通物质可以被分离成质子和中子、以及夸克和胶子等,如同早期宇宙中的等离子烫,这就像水可以存在于不同的形态一样,随着温度和压力的变化可出现固态、液态和气态等。相对论重离子对撞机的科学家们试图揭开夸克胶子态逐渐形成普通物质的过程,但科学家们还不清楚如何界定这些物质状态的边界,而相对论重离子对撞机则为此提供了一个线索。

  普通物质的原子核与夸克胶子等离子体(QGP)作为物质演变的两个不同阶段,是大自然中的最基本力,研究这项科学的理论被称为量子色动力学或者QCD理论。来自STAR缪子探测器和布鲁克海文国家实验室PHENIX粒子探测器在研究结果显示夸克胶子等离子体具有完美的液体形态,随着演化过程的进行,夸克与普通物质质子和中子的相互作用开始出现,我们通过测量该过程的能量变化可发现普通物质与夸克胶子等离子体态的边界。