大型強子對撞機可再現宇宙原始湯狀態

2021-02-15 中科院物理所

長期以來，科學家們一直試圖通過不同類型的粒子撞擊，試圖再造宇宙「原始湯」。

　　大型強子對撞機中的鉛離子對撞圖。大型強子對撞機再創新的能量級紀錄，而這一溫度高到足以再現宇宙大爆炸後最初的「原始湯」狀態。

鉛離子在大型強子對撞機ALICE探測器中對撞。

　　據國外媒體報導，在宇宙大爆炸結束後的極短時間內，物質是以一種由夸克和膠子組成的「原始湯」的形式存在的。長期以來，科學家們一直試圖通過不同類型的粒子撞擊，試圖再造宇宙「原始湯」。歐洲大型強子對撞機近日在1045萬億電子伏特的條件下實施鉛離子對撞實驗，對撞產生了高達數萬億攝氏度的高溫，再創新的能量級紀錄，而這一溫度高到足以再現宇宙大爆炸後最初的「原始湯」狀態。

　　11月17日，歐洲粒子物理研究所加速器科學家實施了重離子束對撞實驗，並於數日後宣布了新的紀錄的誕生。歐洲粒子物理研究所主席羅夫-豪威爾介紹說，「在我們所有的實驗項目中，每年有超過一個月的時間進行離子對撞，這已經是慣例。不過，需要特別指出的是，今年我們創造了新的能量紀錄。這一紀錄的實現，將有助於我們探索宇宙最初的狀態。」

鉛離子在大型強子對撞機LHCb探測器中對撞。

2015年5月，大型強子對撞機實現亞原子粒子對撞，創造了新的紀錄。

　　大型強子對撞機ALICE項目組發言人帕奧羅-吉尤比利諾介紹說，「整個項目組都在滿腔熱情地準備著新的發現之旅。」在宇宙剛剛誕生之時，物質是以一種溫度極高、密度極大的狀態存在。這種「原始湯」主要由夸克和膠子組成。為了提高鉛離子對撞的能量級，大型強子對撞機大幅提高了夸克-膠子漿的容量和溫度。大型強子對撞機共有四臺大型探測設備對對撞數據進行探測和採集，LHCb探測器負責記錄對撞過程。LHCb探測器擁有超強的粒子識別能力。LHCb項目組發言人古伊-威爾金森表示，「對於LHCb來說，這是在探索未知領域的過程中邁出了激動人心的一步。我們的探測器可以幫助我們完成精確的測量，並與大型強子對撞機的其它探測器形成互補。」

　　2015年5月，大型強子對撞機實現亞原子粒子對撞，創造了新的紀錄。作為世界上最大的粒子加速器，大型強子對撞機在升級兩年多後，能量級再次取得突破，比此前任何一次實驗的能量級都要高兩倍以上。這將開啟探索「新物理學」領域的大門。(彬彬)

來源：新浪科技

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    大型強子對撞機已經建立了一個完整的物理程序，將一直運行到20世紀30年代初。這證明了歐洲核子研究中心（CERN）的領導層在運行大型強子對撞機。從投資回報率的角度來看，以同樣的運營模式運行加速器是一個失敗的提議。如果你以相同的能量運行並且碰撞的速率相同，那麼你的數據只是隨著時間線性地縮放。
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