
通过创建类似于大爆炸产生的亚原子颗粒的汤,科学家发现了普通物质溶解的温度边界。
物理学家说,正常原子将在温度比太阳中心高约125,000倍的温度下,将正常原子转化为另一种物质(夸克和胶子的血浆)。
尽管这种极端状态远非地球上自然发生的任何事物,但科学家认为整个宇宙在大约137亿年前的大爆炸之后,由几微秒的汤组成。
物理学家只能在强大的原子粉碎器中重新创建它相对论重离子对撞机(RHIC)位于长岛的布鲁克黑文国家实验室,该实验室有2.4英里长(3.8公里)的戒指。那里的研究人员将黄金原子的原子核加速到令人难以置信的速度,然后将它们坠落在彼此中。在这次爆炸中产生的地狱足以使颗粒汤产生。
夸克 - 杜伦等离子体
“像我们一样的正常物质,核物质,称为HADRONIC物质。如果您将系统激发到非常高的温度,正常物质将转变为不同类型的物质,称为夸克 - 杜伦等离子体。
Xu和他的同事通过在RHIC加速器环内的星实验中(RHIC的螺线管跟踪器)内撞在一起(RHIC的螺线管跟踪器),从而创造了夸克 - 胶质等离子体。 [在巨大的美国原子粉碎机的幕后这是给出的
黄金原子的核由79个质子和118个中子组成。质子和中子都是由夸克制成的,由无质量的无物颗粒固定在一起,称为胶子。 (质子包含两个“向上”夸克和一个“向下”,而中子有两个“下降”夸克和一个“向上”。)
当这些金核中的两个互相撞向彼此时,它们融化成组成部分,一群不连贯的夸克和脾气。研究人员发现,当颗粒达到1.75亿电子伏特(MEV)时,这发生在这种情况下。
这对应于约3.7万亿华氏度(2万亿摄氏度),比太阳中心高约125,000倍。
Xu告诉《生命科学》:“如果您可以将系统加热到该温度,则任何强子都会融化成夸克和胶子。”
一个新的突破
这并不是物理学家第一次创建夸克 - 格鲁隆等离子体。 RHIC产生了极端状态的最初暗示是在2005年,并且有证据表明它已在2010年宣布。自然界中最酷的小颗粒这是给出的
但是到目前为止,科学家从未能够精确地测量核过渡到夸克 - 胶状等离子体状态的温度。
该发现允许研究将硬测量与称为量子染色体动力学(QCD)的预测进行比较,该理论描述了物质的根本性结合在一起,包括如何组装夸克以形成质子和中子。 Quark-Gluon等离子体所涉及的相互作用由一个称为晶格仪理论的框架控制。
“这是我们第一次将实验测量的数量与QCD晶格计算的数量进行比较,” Star实验发言人Xu说。 “这是高能核冲突中精确测量的时代的开始。这是非常令人兴奋的。”
徐和他的同事由印度塔塔(Tata)基础研究所的Sourendu Gupta领导,在6月24日的《科学》杂志上发表了他们的发现。
汤
通过创建汤味的caldron夸克和脾气,研究人员希望不仅要了解物质的结合,而且还希望我们整个宇宙的开始。
根据大爆炸理论,宇宙开始非常热,然后冷却和扩展。几微秒之后大爆炸科学家认为,物质仍然足够热,以至于它存在于夸克 - 格鲁隆等离子体状态。只有在夸克冷却得足够冷却之后,它们才能与胶子结合并形成构成我们今天看到的物质的质子和中子。
通过RHIC的一项研究以及世界上最大的粒子加速器,Cern在瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机,研究人员希望创造更多的极端问题,以探究这种情况是如何发生的。
杜克大学的物理学家伯恩德·穆勒(BerndtMüller)在同一科学期间发表的一篇文章中写道:“随着RHIC实验的更多结果,对从普通物质到夸克物质过渡的细节的更多见解是可以触及的。”穆勒没有参与这项新研究。
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编者注:此故事的更新是为了纠正以下事实:过渡温度为125,000,而不是250,000,比太阳中心高。