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摘要:然而,不要指望这种快速旋转的液体很快就会转过头,当漩涡出现在一种叫做夸克胶子等离子体的物质中时,这种漩涡的特征只能由它产生的粒子来检测。当然,它们有一个独特的障碍:RHIC只能产生少量的物质,而且它的寿命非常短暂,大约10^23秒。平均而言,旋转流体中的粒子应该具有与流体角动量大致一致的旋转。涡度是有史以来最快的记录-比木星的大红斑,一个旋转的气体风暴要快得多。
比龙卷风还快,比木星上旋转的巨大风暴还要快——这是世界上旋转最快的漩涡,科学家们在一种原始的胶状粒子汤中创造出了这种物质,这种胶状粒子汤是用来重建宇宙大爆炸的。
这种旋转的粒子汤的旋转速度比最接近的竞争者要快很多倍。
然而,不要指望这种快速旋转的液体很快就会转过头,当漩涡出现在一种叫做夸克胶子等离子体的物质中时,这种漩涡的特征只能由它产生的粒子来检测。
“我们不能看夸克胶子等离子体;它在原子核的尺度上,”迈克尔·丽莎说,俄亥俄州立大学的物理学家,研究相对论重离子对撞机(RHIC)的合作,产生了新的结果。[大爆炸到文明:10个惊人的起源事件]
热汤就在大爆炸之后,一种被称为夸克和胶子的基本粒子的原始热炖锅弥漫在婴儿宇宙中。这些基本粒子是质子和中子等已知粒子的组成部分。这个夸克胶子等离子体有几个独特的性质。首先,在7万亿到10万亿华氏度(3.9万亿到5.6万亿摄氏度)的高温下,它是已知最热的流体。它也是密度最大的流体,“近乎完美”,因为它几乎没有摩擦,这意味着它流动非常容易。
为了确切地了解大爆炸后的那些时刻发生了什么,科学家们在RHIC的原子粉碎器中重新创造了这个原始粒子汤,在纽约厄普顿的布鲁克海文国家实验室。RHIC几乎以光速粉碎金原子核,然后使用超灵敏探测器测量从碰撞中飞出的粒子。
旋转流体在新的研究中,研究小组分析了夸克胶子等离子体的涡度——本质上是测量其角动量,或者通俗地说,它旋转的速度有多快。
当然,它们有一个独特的障碍:RHIC只能产生少量的物质,而且它的寿命非常短暂,大约10^23秒。因此,在传统意义上,没有办法真正“观察”这种液体。
相反,科学家们根据汤中散发出的颗粒来寻找其旋转的特征,Lisa告诉Live Science。平均而言,旋转流体中的粒子应该具有与流体角动量大致一致的旋转。通过测量从漩涡汤中流出的粒子偏离其预期路径的程度,研究小组可以计算出流体涡度的粗略估计值——它大致测量了局部的旋涡运动。特别是,被称为lambda重子的粒子比其他粒子(如质子和中子)衰变得更慢,这意味着RHIC探测器可以更容易地在它们消失之前追踪它们的路径,夸克胶子等离子体中的涡度使得龙卷风内部的旋转运动看起来像公园里平静的一天。涡度是有史以来最快的记录-比木星的大红斑,一个旋转的气体风暴要快得多。研究人员8月2日在《自然》杂志上报道说,它的速度也比以前的记录保持者——一种过冷类型的氦纳米液滴要快,
了解等离子体中流体流动的结构,可以揭示将原子结合在一起的强大核力。一些相互竞争的粒子理论对涡度进行了预测,最终可以与这些实验结果进行比较。然而,科学家们对等离子体的旋涡特性知之甚少,无法得出明确的结论。
“现在说它是否能教会我们一些东西还为时过早。”“基本原理,”丽莎说,
最初发表在《生命科学》杂志上
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