【搜狐科學(xué)消息】據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道, “ALICE”(大型強(qiáng)子碰撞試驗(yàn))試驗(yàn)研究小組成員近日做了一個(gè)試驗(yàn),即將鉛核子以高速相互碰撞,這個(gè)試驗(yàn)的碰撞結(jié)果產(chǎn)生了令人難以置信的熱浪和高密度亞原子火球,首創(chuàng)了數(shù)微秒的宇宙大爆炸時(shí)的環(huán)境條件(即鉛核子碰撞中釋放出來(lái)的夸克和膠子,它們處于一種集體的準(zhǔn)自由態(tài),就像宇宙最初幾微秒內(nèi)的物質(zhì)一樣)。
科學(xué)家表示,這次的迷你型“宇宙大爆炸”試驗(yàn)產(chǎn)生了足有10萬(wàn)億多攝氏度的高溫,科學(xué)家推測(cè)早期宇宙不僅溫度高和密度高,而且特征頗似高熱度的液體。
據(jù)了解,宇宙誕生之初,物質(zhì)是一種超熾熱、極致密的東西,由一些被稱為夸克(quark)和膠子(gluon)的粒子組成,它們到處亂跑,橫沖直撞。少量的電子、光子和其他較輕的基本粒子給這鍋“濃湯”配上了調(diào)料。這種混合物的溫度高達(dá)上萬(wàn)億攝氏度,比太陽(yáng)核心還要熾熱10萬(wàn)倍以上。但是,溫度會(huì)隨著宇宙的膨脹而直線下降,就像今天一團(tuán)普通氣體在迅速膨脹時(shí)會(huì)冷卻一樣。在這次試驗(yàn)中所產(chǎn)生的熱量足以達(dá)到10萬(wàn)億多攝氏度,這個(gè)溫度與大爆炸后數(shù)微秒以內(nèi)宇宙的溫度差不多,在這樣的高溫條件下,夸克(理論上比原子更小的基本粒子)和膠子(理論上假設(shè)的無(wú)質(zhì)量的粒子)會(huì)像攪拌機(jī)里的塵埃一樣四處飛揚(yáng)。但是,鉛核子高速碰撞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不受約束的夸克和膠子并沒(méi)有四處亂飄,而呈現(xiàn)出一種近似于液體的特征。據(jù)悉,未來(lái)理論學(xué)家最初曾猜測(cè)夸克—膠子等離子體的行為會(huì)像一團(tuán)超熾熱的帶電粒子氣體(即等離子體),就像閃電內(nèi)部的氣體一樣。而現(xiàn)在的這次鉛核子碰撞試驗(yàn)則可以很好的否定夸克—膠子等離子體的行為特征為氣體的推論。
科學(xué)家通過(guò)試驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn),鉛核子碰撞后釋放出了成千上萬(wàn)個(gè)亞原子粒子,數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)理論模型曾經(jīng)推測(cè)的粒子釋放數(shù)量。盡管鉛核子碰撞產(chǎn)生的高溫大火球只持續(xù)了很短的時(shí)間,但當(dāng)夸克膠子等離子體冷卻后,科學(xué)家依然能夠看見(jiàn)從火球中輻射出的大量粒子。研究人員大衛(wèi)?埃文斯(David Evans)表示,這次試驗(yàn)的結(jié)果是一次歷史性的突破,他們從這次試驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫牧私庥钪孀畛醯男袨闋顟B(tài),這也使科學(xué)家們能夠更好的了解廣闊無(wú)垠的宇宙的演變歷程。(尚力)
聯(lián)系客服