歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)造出迄今最小人造液滴

據(jù)英國《每日郵報(bào)》5月20日?qǐng)?bào)道，歐洲核子研究中心的物理學(xué)家們使用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)進(jìn)行質(zhì)子—鉛離子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，制造出了有史以來最小的人造液滴。他們認(rèn)為，這種液滴與緊隨宇宙大爆炸之后出現(xiàn)的物質(zhì)——夸克—膠子等離子體的原生狀態(tài)非常相似，因此有助于揭示宇宙形成的奧秘。

科學(xué)家們通過點(diǎn)燃質(zhì)子“子彈”以接近光速的速度進(jìn)入鉛離子，制造出了這種類似血濺效應(yīng)的亞原子結(jié)構(gòu)。這種“短命”液滴僅為3個(gè)到5個(gè)質(zhì)子大小，是氫原子大小的十萬分之一，病毒大小的億分之一。

科學(xué)家們說，這些“迷你”液滴的“流動(dòng)”方式同夸克—膠子等離子體的行為非常類似，夸克—膠子等離子體是一種物質(zhì)狀態(tài)，是組成質(zhì)子和中子的亞原子粒子的混合，僅僅存在于溫度和密度極高的條件下。據(jù)信，在大約138.2億年前，整個(gè)宇宙大爆炸之后的一瞬間，這種等離子體可能曾“曇花一現(xiàn)”，那時(shí)宇宙的溫度和密度比現(xiàn)在要高很多。

由于在過去數(shù)十億年間，宇宙一直在膨脹和冷卻，因此，科學(xué)家們唯有通過用巨大的能量將原子核撞擊在一起的方式來制造這種原生等離子體。

2010年，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)已進(jìn)行了鉛離子—鉛離子碰撞，揭曉了宇宙大爆炸瞬間產(chǎn)生的特殊狀況。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家們也將質(zhì)子—鉛離子碰撞測(cè)試提上了日程，但因?yàn)橘|(zhì)子的重量僅為鉛離子的208分之一，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，質(zhì)子—鉛離子對(duì)撞釋放出的能量不足以產(chǎn)生這種罕見的物質(zhì)狀態(tài)。正如該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、美國范德堡大學(xué)物理教授朱莉婭·維爾科斯卡所說：“無論我們使用何種物質(zhì)，在我們開始觀察集合的類似流動(dòng)的行為之前，碰撞必須足夠猛烈以產(chǎn)生大約50個(gè)亞原子粒子。”

所以，科學(xué)家們此前并沒有想到可以發(fā)現(xiàn)任何等離子體出現(xiàn)的證據(jù)。不過，在對(duì)數(shù)十億次對(duì)撞進(jìn)行分析后，他們發(fā)現(xiàn)其中有幾百次對(duì)撞產(chǎn)生了超過300個(gè)流動(dòng)的粒子。(劉霞)