CERN 的物理学家成功创造了夸克胶子等离子体- 粒子“汤”被认为存在于宇宙诞生之后的最早时刻- 使用的粒子比他们想象的要少。 这种极其炎热和致密的原始粘性物质被昵称为“最小的液体”，可以帮助我们了解物质在宇宙诞生后几微秒内的行为和演化。
“虽然我们相信大爆炸后大约一微秒的宇宙状态由夸克-胶子等离子体组成，但我们仍然不完全了解这种等离子体的特性，”一位研究人员说，堪萨斯大学的王泉。
约10-12大爆炸后几秒钟，科学家认为宇宙是由夸克-胶子等离子体组成的，他们将其归类为“近乎完美的液体”，因为它的摩擦力几乎为零。 产生 4 万亿至 6 万亿摄氏度的温度 - 大约高出 100,000 倍比太阳中心- 这件事是最热门的事情曾经在地球上被创造过。
夸克-胶子等离子体于 2012 年首次在大型强子对撞机中产生，但现在研究人员能够使用比想象中更少的粒子将质子和中子分解成更小的部分，称为夸克和胶子。 每个质子和中子各释放出三个夸克，这将释放胶子——一种无质量的物质形式，借助一种称为强力的现象将夸克结合在一起。
由于这种力（也称为色力），在正常情况下，即使你尝试，也无法将质子和中子拉开。 这是因为你需要的能量最终会产生全新的夸克（以及它们的对应物，反夸克），这将取代你刚刚“释放”的夸克。 这就是所谓的夸克禁闭。
“基本上，你看不到孤立的夸克，因为色力不会让它们离开，而分离它们所需的能量早在它们距离足够远以进行单独观察之前就产生了夸克-反夸克对，”佐治亚州立大学网站解释道。
但是，将这些夸克和胶子挤压得越近，这种力就越弱。 将粒子以令人难以置信的高能级粉碎在一起（例如大型强子对撞机内部产生的粒子），最终会得到由各种成分组成的浓密“汤”，而不是较大原子的集合。
“这意味着，被紧密限制的夸克可以完全自由地移动，”佐治亚州说。 “夸克禁闭的部分本质是，你试图迫使夸克分开得越远，遏制的力量就越大。”
来自 CERN 大型强子对撞机 (LHC) 紧凑型介子螺线管 (CMS) 合作团队的团队，通过在 CMS 探测器内以光速将质子撞击到铅核中，成功地将质子和中子撕裂，形成夸克-胶子等离子体。
“这些夸克-胶子等离子体的微小液滴起初是一个令人着迷的惊喜，”该团队的成员之一，来自美国布鲁克海文国家实验室的 Berndt Mueller，在一份声明中说。 “物理学家最初认为，只有金等大原子的原子核才有足够的物质和能量来释放构成质子和中子的夸克和胶子构件。”
“在 CMS 实验结果出现之前，人们一直认为质子与铅碰撞产生的介质太小，无法产生夸克-胶子等离子体，”王补充道。
那么我们可以从中学到什么呢？ 能够使用比我们想象的更少的材料来重现大爆炸后的最初时刻，意味着物理学家将能够更有效地研究和理解物质在这段时期（通常被称为夸克纪元）的行为方式。 研究人员在研究夸克-胶子等离子体时，还将研究控制宇宙的基本力（例如重力）是如何形成的。
结果已发表于物理评论快报。
