大型強子對撞機現在以破紀錄的能量水平碰撞鉛離子

大型強子對撞機 (LHC) 在關閉兩年進行大幅升級後2015年初恢復營運，現在正開始一個新的階段——鉛離子的碰撞能量水平是之前任何對撞機實驗的兩倍。

從本月開始，世界上最大的粒子加速器的科學家正在對帶正電的鉛離子進行試驗，鉛離子是被剝奪了電子的鉛原子。瑞士歐洲核子研究組織 (CERN) 的科學家透過碰撞這些鉛離子來研究在那之後不久就存在了，達到數萬億度的溫度。

“作為大型強子對撞機多樣化研究項目的一部分，每年進行一個月的離子碰撞是一項傳統，”歐洲核子研究中心 (CERN) 主席 Rolf Heuer 表示。 “然而，今年很特別，因為我們達到了新的能量，並將探索宇宙更早階段的物質。”

要研究大爆炸後的物質狀態，您需要重新創建一個幾乎無限短暫的時刻。歐洲核子研究組織準模擬的物質狀態在我們的宇宙中只存在了百萬分之幾秒，當時極其炎熱和緻密的物質以某種形式存在。原湯由稱為夸克和膠子的粒子組成。

透過增加新的鉛離子實驗中的碰撞能量（由於在大型強子對撞機上進行了兩年的工作，現在這已經成為可能），科學家將增加夸克和膠子等離子體的體積和溫度，從而實現更詳細和精確的研究。

“離子運行有許多非常密集和非常熱門的問題需要解決，我們的實驗是專門設計的，並在停工期間得到了進一步改進，”團隊成員之一保羅·朱貝利諾 (Paolo Giubellino) 說道。“整個合作正在熱情地為新的發現之旅做準備。”

在一個意見稿關於這次實驗，歐洲核子研究中心重離子計畫的負責人約翰·喬伊特表示，我們應該慶祝「新的象徵性能量障礙」的突破，並解釋說可能還需要一段時間才能跨越下一個這樣的前沿。

“如此多的能量集中到微小的核體積中，足以建立真正巨大的密度和溫度，大約是太陽核心的四分之一百萬倍，”他寫道。 「重離子碰撞再現了夸克-膠子等離子體，這是一種極端的物質狀態，據信在宇宙只有幾微秒的時候就已經充滿了…從20 世紀50 年代初的角度來看，[ LHC] 獲得的能量將看起來像科幻小說一樣。