CERN 的物理學家成功創造了夸克膠子等離子體- 粒子「湯」被認為存在於宇宙誕生之後的最早時刻大霹靂- 使用的粒子比他們想像的少。 這種極其炎熱和緻密的原始黏性物質被暱稱為“最小的液體”，可以幫助我們了解物質在宇宙誕生後幾微秒內的行為和演化。
“雖然我們相信大爆炸後大約一微秒的宇宙狀態由夸克-膠子等離子體組成，但我們仍然不完全了解這種等離子體的特性，”一位研究人員說，堪薩斯大學的王泉。
約10-12大爆炸後幾秒鐘，科學家認為宇宙是由夸克-膠子等離子體組成的，他們將其歸類為“近乎完美的液體”，因為它的摩擦力幾乎是零。 產生 4 兆至 6 兆攝氏度的溫度 - 大約高出 10 萬倍比太陽中心- 這件事是最熱門的事情曾經在地球上被創造過。
夸克-膠子等離子體於2012 年首次在大型強子對撞機中產生，但現在研究人員能夠使用比想像中更少的粒子將質子和中子分解成更小的部分，稱為夸克和膠子。 每個質子和中子各釋放出三個夸克，這將釋放膠子——一種無質量的物質形式，借助一種稱為強力的現象將夸克結合在一起。
由於這種力（也稱為色力），在正常情況下，即使你嘗試，也無法將質子和中子拉開。 這是因為你需要的能量最終會產生全新的夸克（以及它們的對應物，反夸克），這將取代你剛剛「釋放」的夸克。 這就是所謂的夸克禁閉。
“基本上，你看不到孤立的夸克，因為色力不會讓它們離開，而分離它們所需的能量早在它們距離足夠遠以進行單獨觀察之前就產生了夸克-反夸克對，”佐治亞州立大學網站解釋道。
但是，將這些夸克和膠子擠壓得越近，這種力就越弱。 將粒子以令人難以置信的高能級粉碎在一起（例如大型強子對撞機內部產生的粒子），最終會得到由各種成分組成的濃密“湯”，而不是較大原子的集合。
“這意味著，被緊密限制的夸克可以完全自由地移動，”喬治亞州說。 「夸克禁閉的部分本質是，你試圖迫使夸克分開得越遠，遏制的力量就越大。”
來自CERN 大型強子對撞機(LHC) 緊湊型介子螺線管(CMS) 合作團隊的團隊，透過在CMS 探測器內以光速將質子撞擊到鉛核中，成功地將質子和中子撕裂，形成夸克-膠子等離子體。
「這些夸克-膠子等離子體的微小液滴起初是一個令人著迷的驚喜，」該團隊的成員之一，來自美國布魯克海文國家實驗室的 Berndt Mueller，在一份聲明中說。 “物理學家最初認為，只有金等大原子的原子核才有足夠的物質和能量來釋放構成質子和中子的夸克和膠子構件。”
「在 CMS 實驗結果出現之前，人們一直認為質子與鉛碰撞產生的介質太小，無法產生夸克-膠子等離子體，」王補充道。
那我們可以從中學到什麼呢？ 能夠使用比我們想像的更少的材料來重現大爆炸後的最初時刻，意味著物理學家將能夠更有效地研究和理解物質在這段時期（通常被稱為夸克紀元）的行為方式。 研究人員在研究夸克-膠子等離子體時，也將研究控制宇宙的基本力（例如重力）是如何形成的。
結果已發表於物理評論快報。
