在很 在宇宙的早期,物质并不存在,正如我们今天所知道的那样。大爆炸后百万分之一秒左右,宇宙是一团稠密的热汤,科学家称之为夸克胶子等离子体(QGP)。多年来,粒子对撞机(以接近光速将粒子粉碎在一起)已经能够复制这种情况,但通常使用铅等重元素。
现在,欧洲核研究组织(也称为法语缩写 CERN)最近的一项实验表明,这种等离子体可以通过更小的碰撞产生。由于这种原始污泥不再有可利用的天然来源,这些微小的、大型的爆炸可以帮助揭示我们宇宙最初几分钟发生的事情。
首先,介绍一下背景。夸克构成了质子和中子,而质子和中子又是原子的组成部分,因此也是所有物质的组成部分。与此同时,胶子——顾名思义——将夸克结合在一起。
在宇宙诞生的最初几微秒内,夸克和胶子并没有被限制在质子和中子内,而是形成了极热的等离子体。随着宇宙膨胀,物质冷却,夸克凝结成更大的粒子。
经过数十年对大型核碰撞中 QGP 的研究,物理学家现在正试图了解这种奇怪物质状态的极限。特别是,他们正在探索如何减少碰撞,同时仍然观察一群表现得像一滴液体的粒子。
根据最近的一篇文章 物理评论信CERN 和国际合作者团队能够使用氧 16 和氖 20 生成这种材料。两者的重量都不到铅原子的十分之一,而铅原子此前被认为是能够产生 QGP 的最轻元素之一。
“我们已经突破了原子核的极限,同时仍然重建了这种原始物质,我们可以称之为‘小大爆炸’。该研究的作者之一、荷兰尼尔斯玻尔研究所的研究员周宇在一篇文章中解释说:“我们现在对物质转变为这种极端状态所需的基本条件有了更多的了解。” 新闻稿。
科学家们发现,尽管氧氖核尺寸很小,但碰撞产生的信号与他们预期在 QGP 中发现的行为一致。有一瞬间,生成的物质似乎像液体一样整体膨胀,然后冷却回分子。
“我们希望这将帮助我们更好地了解等离子体在宇宙早期的行为方式,以及它后来如何演化成构成我们周围一切的物质形式,”周补充道。
这个故事最初出现在 《连线》西班牙语版 它是从西班牙语翻译过来的。