生物行移动版

主页 > 生命环境 > 宇宙探秘

科学家通过轰击氧原子核重现宇宙大爆炸之初的物质状态

科学家通过轰击氧原子核重现宇宙大爆炸之初的物质状态

一项发表在权威学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的最新研究表明,科学家通过高能粒子轰击氧原子核实验,成功观测到了类似于宇宙大爆炸之初的极端物质状态。这一突破性发现为人类揭开宇宙诞生初期微秒内的演化奥秘提供了重要线索。

研究显示,高能粒子流在穿过这些高能碰撞所产生的特殊物质时会发生能量损耗。这种被称为“喷注淬火”(jet quenching)的物理效应,是科学家判断夸克-胶子等离子体(Quark-Gluon Plasma, QGP)是否已经形成的关键判据。

在此之前,美国能源部(DOE)科学办公室用户设施——布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)在运行期间,曾多次在大质量原子核的碰撞中观测到喷注淬火效应。同时,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)的氧离子碰撞实验中也检测到了类似现象。

然而,这项最新RHIC研究的重大意义在于,其氧原子核碰撞是在显着较低的能量水平下实现的。该实验结果成功确立了在此类小型碰撞系统中产生夸克-胶子等离子体的能量新下限,从而帮助物理学家进一步缩小了制造出类似于早期宇宙物质所需条件的范围。

山东大学物理学教授、负责指导STAR数据分析的李怡(音译,Li Yi)指出:“夸克-胶子等离子体被普遍认为充斥于早期宇宙——即构成今天原子质子和中子形成之前的状态。深入理解其物理性质,对于揭示早期宇宙在最初几微秒内如何演化至关重要。”她进一步强调:“研究QGP最强有力的手段之一,就是准确识别其特征信号出现的边界——而同样重要的是,还要弄清楚这些特征信号在何种条件下会消失。”

布鲁克海文国家实验室的STAR物理学家马荣荣(音译,Rongrong Ma)也对此项研究中小系统碰撞的重要价值作出了进一步解释。


Journal Reference: Physical Review Letters.
Author: STAR Collaboration / Brookhaven National Laboratory / Shandong University.
(责任编辑:scinews)