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設(shè)計(jì)用于令鉛離子對(duì)撞的ALICE實(shí)驗(yàn)?zāi)M圖
英國(guó)伯明翰大學(xué)科學(xué)家戴維·埃文斯博士將參加大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的最新實(shí)驗(yàn)
北京時(shí)間11月5日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)項(xiàng)目科學(xué)家正準(zhǔn)備創(chuàng)造迷你版“宇宙大爆炸”——一個(gè)溫度為太陽(yáng)核心溫度100萬(wàn)倍的小火球。
自2009年以來(lái)，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)一直在令質(zhì)子對(duì)撞，試圖揭開物質(zhì)的基本特性。如今，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)將轉(zhuǎn)而讓鉛離子進(jìn)行對(duì)撞。這次實(shí)驗(yàn)定于11月初拉開帷幕，持續(xù)四周時(shí)間。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是世界上最大、能量最高的粒子加速器，建在法國(guó)與瑞士邊境地下一條27公里長(zhǎng)的環(huán)形隧道內(nèi)，由歐洲核子研究中心(Cern)負(fù)責(zé)管理。
大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)由四次不同實(shí)驗(yàn)組成，其中，ALICE實(shí)驗(yàn)專門為鉛離子對(duì)撞所設(shè)計(jì)。這些對(duì)撞實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是揭示大爆炸后宇宙的最初形態(tài)。高能撞擊質(zhì)子旨在揭示其他物理學(xué)謎團(tuán)，比如發(fā)現(xiàn)行蹤詭異的希格斯玻色子，以及諸如超對(duì)稱性等新物理學(xué)原理的線索。歐洲核子研究中心發(fā)言人詹姆斯·吉利斯(James Gillies)在接受英國(guó)廣播公司采訪時(shí)表示，除了ALICE，ATLAS和“緊湊μ子螺線管”(CMS)實(shí)驗(yàn)也是暫時(shí)撞擊離子。
吉利斯表示，這些實(shí)驗(yàn)可以讓科學(xué)家對(duì)137億年前大爆炸后宇宙的狀況有所了解。他們還尋求揭示一個(gè)非常稠密的能量球爆炸產(chǎn)生我們今天所知道的宇宙后的瞬間狀況?？茖W(xué)家認(rèn)為，在宇宙形成之時(shí)，應(yīng)該存在一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，一種不同于現(xiàn)在形成宇宙的物質(zhì)狀態(tài)。
吉利斯說(shuō)：“物質(zhì)以不同的狀態(tài)存在：以水這樣的物質(zhì)為例，如果將它放進(jìn)冰箱里冷凍，它變成了固態(tài)，如果拿出來(lái)放在桌子上，又變成了液態(tài)，如果將它放進(jìn)水壺，則又變成了氣態(tài)。這全都是同一種物質(zhì)，只不過(guò)處于不同的物質(zhì)狀態(tài)，如果將物質(zhì)送進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，你可以從原子中分離電子，獲得稱為等離子體的物質(zhì)狀態(tài)?！?/p>
不過(guò)，在宇宙形成之初，可能還存在另一種物質(zhì)狀態(tài)，物理學(xué)家將這種物質(zhì)稱為是夸克-膠子等離子體。吉利斯解釋說(shuō)：“在這種物質(zhì)狀態(tài)下，你可以有效融化今天構(gòu)成原子的核物質(zhì)，將里面的東西釋放出來(lái)，即夸克和膠子?！比绻笮蛷?qiáng)子對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目科學(xué)家可以重建這種物質(zhì)狀態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行研究，他們或許能獲得“它如何演變?yōu)榭梢詷?gòu)成你和我的那類物質(zhì)”的重要線索。
英國(guó)伯明翰大學(xué)科學(xué)家戴維·埃文斯博士將參與這次實(shí)驗(yàn)。他說(shuō)：“雖然小火球僅存在瞬間，但溫度將超過(guò)10萬(wàn)億度，是太陽(yáng)核心溫度的100萬(wàn)倍。在這一溫度范圍內(nèi)，連構(gòu)成原子核的質(zhì)子和中子都會(huì)融化，產(chǎn)生熾熱而稠密的‘夸克與膠子湯’?！卑Ｎ乃贡硎荆珹LICE實(shí)驗(yàn)旨在創(chuàng)造的溫度和密度，將是有史以來(lái)在實(shí)驗(yàn)中生成的最高溫度和密度。 (孝文)
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