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“完美液体”诞生:只存在宇宙大爆炸瞬间
2015-09-08 08:02:14  出处:腾讯太空   编辑:小路   点击可以复制本篇文章的标题和链接
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美国能源部下属的布鲁克海文国家实验室近日成功模拟了宇宙大爆炸最初几毫秒的宇宙环境,实验室产生了以接近光速对撞形成的微小液滴态等离子体。科学家称之为夸克-胶子等离子体,其诞生于宇宙大爆炸之后数毫秒的时间内,如果我们无法模拟宇宙大爆炸之后的环境,就无法得到它们。

这些堪称完美的液体存在很短的时间,它们冷却凝结形成了其他普通物质,是构成宇宙物质的重要组成部分。这表明在宇宙诞生后,出现了第一批“液体”物质。

布鲁克海文国家实验室的科学家为了获得这些夸克-胶子等离子体,使用金离子撞击氦-3核物质,物理学家最初认为只有金这样的物质才有足够的质能来释放夸克胶子,结果也证实了这个实验是成功的。

贝恩-特穆勒是该实验室原子核与粒子物理学实验室副主任,他认为获得夸克-胶子等离子体是一个有趣的惊喜,它是一种完美的液体。RHIC实验和大型强子对撞机也正在进行类似的实验,试图获得宇宙大爆炸之后的夸克-胶子等离子体。

在2013年,大型强子对撞机的物理学家宣布利用铅离子与质子对撞也能够获得,不过通过金离子撞击氦-3核物质的方法获得夸克-胶子等离子体还是第一次。初步的研究结果发现,这些微小水滴被认为是完美的液体,其原因在于它们几乎没有摩擦,这个发现也刺激了一系列的思想实验来验证这个想法。科罗拉多大学物理学家杰米-内格尔认为该实验解释了创造夸克-胶子等离子体的一些要素,这样的碰撞可能会产生最原始的夸克。

对于完美液体的发现,科学家在2005年后的对撞实验已经有所察觉,高能物理学家们意识到这是一种新的物质状态,由夸克和胶子组成,堪称完美的液体。对于这些发现,科学家已经着手改进它们的加速器实验方案,通过碰撞不同的离子来获得夸克-胶子等离子体,寻找这种宇宙极早期物质的制造方法。

2008年RHIC实验中,利用了氘核与金离子碰撞,如今我们逐渐掌握了夸克-胶子等离子体的制造途径。

“完美液体”诞生:只存在宇宙大爆炸瞬间

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