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巨大的强子对撞机奇怪的夸克在大爆炸之后的宇宙'原始汤'上流下了光芒

2020-01-13 01:25:05 来源:工人日报

  

通过观察大型强子对撞机的碰撞,欧洲核子研究组织(CERN) - 世界上最大的科研组织之一 - 的科学家们正在更多地了解大爆炸之后存在的“原始汤”。 在实验中,科学家现在已经证明质子碰撞可以产生大量奇怪的粒子 - 这是第一次在与重核之外的任何物质碰撞时观察到的。

大爆炸之后几十亿分之一秒 - 目前最广泛接受的宇宙形成理论 - 基本粒子,包括质子和中子,并不存在。 相反,他们的建筑块 - 夸克和胶子 - 在一种热的原始汤中,他们可以自由地漫游。 这种汤被称为夸克 - 胶子等离子体。

研究夸克 - 胶子等离子体可以让科学家研究强相互作用的特性 - 四种已知的自然基本力之一,其他是相互作用弱,重力和电磁。 但要创造这种等离子体,科学家需要极高的温度和能量密度。 这些条件可以在大型强子对撞机中产生,使夸克和胶子变得自由。 但只有在某些碰撞中产生了“奇怪的夸克” - 重核的碰撞。

奇怪的强子是众所周知的粒子,包括Xi,Omega和Kaon等。 当产生夸克 - 胶子等离子体时,奇异粒子的产生增加。 研究中心的研究夸克 - 胶子等离子体的科学家们现在已经证明,这种现象产生了大量含有夸克的奇怪粒子,这种现象可能是质子的碰撞造成的 - 质子的碰撞要轻得多。 于周一上 。

用质子产生奇怪的夸克比使用重核更容易 - 这意味着科学家可以更容易地对宇宙开始时存在的等离子体进行测试。 “我们对这一发现感到非常兴奋,”ALICE发言人Federico Antinori 。 “我们再次对这种原始状态进行了解。 能够在更小更简单的系统中隔离类夸克 - 胶子 - 等离子体现象,例如两个质子之间的碰撞,为研究宇宙出现的基本状态的性质开辟了一个全新的维度。 ”

ALICE LHC 2012年9月13日ALICE实验记录的质子 - 铅离子碰撞.CC

除了为研究提供新的途径外,科学家还发现奇怪粒子的产生速率比同一碰撞中产生的其他粒子的增加速度更快。 奇怪的产生被认为是由夸克 - 胶子等离子体的形成引起的,因此研究这将有助于科学家理解微观机制。

研究人员还表示,该研究结果挑战了当前的理论模型,这些理论模型无法预测质子碰撞中奇异粒子产生的增加:“这可能指向一种共同的基础物理机制,逐渐补偿碎片中的奇异性抑制,”该团队写道。 “进一步研究扩展到小系统中更高的多样性是至关重要的,因为它们将证明陌生性产生是否在热平衡中饱和......或者继续增加。”

(责任编辑:郝汴闫)
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