科技快讯:新研究创造出宇宙中第一种物质

在最近的一项新科研中,欧洲地区专家精英团队运用大中型强子对撞机(LHC)以99.9999991%的光的速度将铅颗粒撞击在一起,造就出宇宙爆发后经常出现的第一种物质。

从此次撞击中造成的初始物质被称作“夸克-胶子等离子体”(quark-gluon plasma,通称QGP),其存有只维持了一瞬间。但是,这也是专家第一次检测到这类等离子体的似液体特点——流动阻力低于别的一切己知的物质——并揭示了其在宇宙问世一瞬间的演化。

科技快讯:新研究创造出宇宙中第一种物质

大中型正离子粒子对撞机试验内部结构

科学研究共同编撰的者,荷兰哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究室副教授职称Zhou You说:“此项科学研究向大家展示了夸克-胶子等离子体的演变,并最后(很有可能)揭示了宇宙在爆发前的第一个分秒(0.000001秒)内是如何演变的。”

在爆炸以后,大家觉得宇宙如同一锅“动能汤”,随后在一段称之为“暴胀”的时间内快速扩张,进而使宇宙制冷出来,足够产生物质。专家觉得,宇宙中产生的第一种实体线是夸克和胶子,前面一种是一种微观粒子,后面一种则背负着将夸克粘在一起的强悍能量。伴随着宇宙进一步制冷,这种颗粒形成了亚原子粒子,称之为斌子(参加强相互影响的微观粒子),在其中一些就是我们孰知的质子和中子。

根据坐落于德国瑞士日内瓦边境线的大中型强子对撞机——世界上最大的分子粒子对撞机——研究人员重现了宇宙在历史上“第一种物质”的造成全过程。她们将重原子撞击在一起,造就出一个细微的大火球,能够在极短时间合理地将颗粒溶化成他们的初始形状。早就在2000年,专家就初次造就出夸克-胶子等离子体,但新科研中,她们第一次对该物质的液体特性进行了详尽检测。因为夸克-胶子等离子体的出现只维持了10的负23三次方秒,因而研究人员应用一个新的电子计算机模拟程序,及其从ALICE(A Large Ion Collider Experiment,即大中型正离子粒子对撞机试验)中搜集到的数据信息,期待掌握该物质的类型以及在产生至凝结成斌子的情况下怎样转变。她们发觉,夸克-胶子等离子体是一种极致的液态,即它几乎没有粘性或流动阻力;另一方面,这类物质随时间改变样子的方法也与别的类型的物质十分不一样。

这种信息内容将协助专家掌握宇宙在爆发前的最开始环节是什么样子的。伴随着大中型强子对撞机的更新,及其国外一个使用价值10亿美金的新网络加速器发布,专家期待未来的实验中发觉大量关键点。更多的是科学研究将协助专家掌握夸克和胶子怎样排成质子和中子,而且“很有可能与爆发实体模型中名叫量子科技暴胀的初期环节相关”。该科学研究的详尽报导早已线上发表于2021年5月11日的《物理快报B》(Physics Letters B)。

什么叫夸克-胶子等离子体?

夸克是构成物质的最少模块,而胶子是夸克间功能的传送物质,就好似光量子对于电磁感应功效。但令人费解的是,专家并没有在自然界中观查到单独的单个夸克,换言之,夸克在常态化下是禁闭室的。基础理论科学家觉得,在宇宙爆发的最前期,因为物质相对密度和温度非常高,造成夸克禁闭室被开启,使其能自由地在超大尺度内健身运动。这是一种最新的物质形状,即夸克-胶子等离子体,很多存在于爆发前期。叙述这类夸克/胶子间的强相互影响的概念就是量子色动力学(Quantum Chromodynamics,通称QCD)。

在原始宇宙中,只存有正反面夸克、轻子、胶子等微观粒子形状的物质。伴随着管理体系的快速胀大,在大概几分秒后,宇宙制冷至好几百MeV(1MeV的温度约为1.16×10^10K),产生了夸克-胶子等离子体的物质形状。以后,伴随着物质进一步澎涨和制冷,正反面夸克对形成了介子,三个夸克形成了中子、反质子等,与此同时电子器件、光量子和中微子等轻子也依旧活跃性在宇宙中。这时,初期处在超大尺度随意运动状态的夸克、胶子因为夸克/胶子间的强相互影响被拘禁在反物质内,没法再超大尺度自由活动。但鉴于全部管理体系仍在持续澎涨,温度再次快速降低,当降至10亿度上下时,中子失去自由存在的标准,要不核衰变,要不与质子融合产生重氢、氦等原素;从这一时期逐渐,化学分子相继产生。当宇宙温度进一步降至100万度后,初期产生化学分子的历程才宣布完成,宇宙间的物质目的是为了反质子、电子器件、光量子和一些较轻的原子。当温度降到千余度时,宇宙间目的是为了汽态物质,这种汽体慢慢凝结,进一步产生行星管理体系,演化为我们今天见到的宇宙。(任天)

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