科学家发现夸克-胶子等离子体具有液体特性,揭示宇宙大爆炸后“原始汤”流动本质

报道介绍了CERN利用大型强子对撞机重现宇宙早期的夸克-胶子等离子体(QGP),并指出麻省理工研究发现高速夸克在QGP中会留下类似水面尾迹的扰动,表明QGP呈现紧密的液体特性而非松散粒子云。研究通过测量尾迹的尺寸、速度和扩散范围来推断等离子体的物性,并以此理解宇宙大爆炸后最初微秒内物质的行为。

3 月 15 日消息,据科技媒体 Scitechdaily 昨天报道,大爆炸后,宇宙刚刚诞生时是一种温度高达数万亿度的混合物,由夸克和胶子接近光速运动形成,还没有原子、恒星以及质子。

不过这种状态只持续了几百万分之一秒,之后宇宙逐渐冷却,夸克和胶子逐渐结合形成质子、中子以及各种粒子

欧洲核子研究组织(IT之家注:CERN)的科学家们正在利用大型强子对撞机重现这种宇宙早期状态,实验显示,当重离子以接近光速碰撞时,可以短暂释放普通物质中的夸克和胶子,形成微小夸克-胶子等离子体“液滴”,类似宇宙最初诞生时的状态。

而美国麻省理工学院的物理学家们最近有了新发现,当夸克在这种等离子体中移动时,会像物体穿过水面一样,在身后留下“尾迹”。

这足以说明夸克-胶子等离子体并不是松散的粒子云,而是一种表现更为紧密的流体,高速运动的夸克可以在其中引发向外传播的波动。

麻省理工物理学教授 Yen-Jie Lee 对此表示:“这个领域的长期争论是等离子体是否会对夸克产生响应。我们现在看到,这种等离子体非常紧密,能够减慢夸克速度,并产生液体一样的漩涡和飞溅。所以夸克-胶子等离子体确实是一种‘原始汤’”。

同时,物理学家们还进一步测量这些尾迹的尺寸、速度、扩散范围等,推断等离子体的物理性质、宇宙诞生最初几微秒时物质的行为方式。

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