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摘要:研究人员在几万亿度的原始汤中创造了宇宙中最微小的液滴,并以接近光速旋转。这个粒子汤是夸克胶子等离子体,在大爆炸后的第一微秒填充宇宙的流体。但是物理学家发现,当它们碰撞较小的粒子时,他们意外地发现了质子大小的液滴的迹象,例如,在日内瓦附近大HadronCollider质子之间的碰撞。当科学家用质子、氘核和氦-3核粉碎金核时,碰撞形成了许多质子大小的夸克胶子等离子体液滴,被认为是在大爆炸后几微秒形成的原始汤。
通过将粒子粉碎在一起,物理学家可能创造了宇宙中最小的一滴流体——一个质子大小的热的原始汤珠。
这个粒子汤是夸克胶子等离子体,在大爆炸后的第一微秒填充宇宙的流体。它的温度高达数万亿度,几乎没有任何摩擦,它以接近光速旋转。
“这是我们所知道的最极端的流体,”新泽西罗格斯大学的理论物理学家雅克林诺罗尼哈霍斯勒说。[5希格斯粒子之外的难以捉摸的粒子]
物理学家以前曾碰撞过粒子来制造这种原始汤,一些实验表明,某些碰撞产生的液滴小到质子。在12月10日发表在《自然物理学》杂志上的一篇新论文中,来自开创性的高能核相互作用实验(PHENIX)的物理学家们报告了迄今为止最令人信服的证据,这些液滴是如此的微小。
“它真的让我们重新思考我们对这种液滴流动的相互作用和条件的理解,”杰米·纳格尔说,科罗拉多大学博尔德分校的物理学家,他分析了最近实验中的数据。这些结果有助于物理学家更好地理解早期宇宙的夸克胶子等离子体和流体的性质。
“这意味着我们必须重写对流体含义的认识,”诺罗尼亚·霍斯勒(Noronha Hostler)告诉《生活科学》。
这些实验是在相对论性的情况下进行的纽约布鲁克海文国家实验室的重离子对撞机(RHIC),物理学家在2005年通过将原子核猛击在一起创造了第一个夸克胶子等离子体。夸克是构成质子和中子的基本粒子,而质子和中子又构成原子核。胶子是携带粒子的力,通过强大的力(自然的基本力之一)将夸克在质子或中子中结合在一起。
物理学家先前假设夸克胶子等离子体的液滴必须相对较大,诺罗尼亚霍斯勒说。如果一个液滴像液体一样流动,那么这个物体必须比它的组成粒子大得多。例如,一滴典型的水比它自己的水分子大得多。另一方面,研究人员认为,一个很小的团,比如说,三个或四个独立的水分子不会表现得像液体。
因此,为了使夸克胶子等离子体的液滴尽可能大,RHIC的物理学家们将产生相似大小液滴的大原子核(如金)猛烈地撞击在一起,大约比质子大10倍。但是物理学家发现,当它们碰撞较小的粒子时,他们意外地发现了质子大小的液滴的迹象,例如,在日内瓦附近大Hadron Collider质子之间的碰撞。“KdSPE”“KdSPS”来确定这些微小的液滴是否可能存在,在RHIC发射的质子上运行PHENIX探测器的物理学家;氘核,每个都包含一个质子和一个中子;氦-3核在金核上。科学家们推断,如果这些碰撞形成夸克-胶子等离子体的液滴,这些液滴的形状会因金核撞击的不同而不同。撞击质子会产生一个圆形的液滴;氘核会产生一个椭圆形的液滴,氦-3会形成一个三角形的液滴。
当科学家用质子、氘核和氦-3核粉碎金核时,碰撞形成了许多质子大小的夸克胶子等离子体液滴,被认为是在大爆炸后几微秒形成的原始汤。质子碰撞形成圆形液滴,氘核和氦-3碰撞形成椭圆形和三角形液滴特别申明:本文内容来源网络,版权归原作者所有,如有侵权请立即与我们联系(devmax@126.com),我们将及时处理。