歐洲大型強子對撞機的軌道
強子對撞機撞出「迷你版宇宙大爆炸」
鉛離子對撞實驗成功，再現宇宙大爆炸百萬分之一秒後情形，有助於研究物質形成過程
歐洲核子研究中心11月8日宣布，歐洲大型強子對撞機已成功完成了鉛離子對撞實驗。兩束鉛離子束以接近光速的速度撞擊，產生多個微小的達到太陽核心溫度的100萬倍高溫「火球」。科學家稱，這再現了宇宙大爆炸一百萬分之一秒後的狀況，因此被很多媒體稱為「迷你版宇宙大爆炸」。
對撞溫度超過10萬億℃
此次實驗是歐洲大型強子對撞機（LHC）四大實驗之一的大型重離子對撞實驗(ALICE)，通過將鉛離子進行對撞,在實驗室條件下重建「大爆炸」之後的宇宙初期形態,獲得的數據將讓物理學家更多了解自然界的基本作用力。
歐洲核子研究中心稱，鉛離子已於4日開始注入對撞機，7日零時探測到首次鉛離子束流的對撞，8日11時20分，鉛離子對撞實驗正式開始。在地下延綿數百公裡的隧道內，鉛離子以接近於光速的速度高速運轉，朝兩個方向運動的鉛離子束最後在ALICE探測器內撞擊。
觀測到成功的對撞後，鉛離子對撞實驗控制室的科學家們爆發出一陣歡呼聲，參與項目的英國科學家、伯明罕大學物理學家大衛·埃文斯博士說：「我們對這一成就十分激動。」他透露，對撞產生了實驗中取得的有史以來的最高溫度和密度，而且整個過程發生在安全、可控的環境內，撞擊生成高度熾熱及稠密的亞原子火球，其溫度超過10萬億℃，達到太陽核心溫度的100萬倍。
將研究宇宙誕生之初物質
科學家認為，在如此高的溫度下，構成原子核的質子和中子也被熔化了，生成一種原始的夸克和膠子「湯」，它被稱為「夸克-膠子等離子體」。夸克-膠子都屬於亞原子粒子，在「夸克-膠子等離子體」狀態，它們失去了相互間原本的吸引力，理論上，這種狀態只在宇宙大爆炸之後出現。人工製造並研究「夸克-膠子等離子體」，有助於研究宇宙形成之初的狀態，獲得的數據將用來解釋137億年前宇宙誕生之初的物質形成過程。
研究人員希望，通過「夸克-膠子等離子體」可以更多地了解強相互作用力（strong force）。它是自然界存在的四種基本作用力之一。「強相互作用力不僅讓原子核牢牢地綁定在一起，而且還對它們98%的質量負責。我現在正期待研究宇宙大爆炸發生後一百萬分之一秒，構成宇宙的一小部分物質。」埃文斯說。
強相互作用力
■ 名詞解釋 強相互作用力
通過研究更多地了解強相互作用力（Strong Force）是實驗一大目的。
自然界中有四種基本的相互作用力：強相互作用力、電磁相互作用力、弱相互作用力、萬有引力。目前科學家對強相互作用力的了解最少。科學家最先認識到，質子、中子間的核力正是強相互作用力，但質子和中子並不是最基礎的粒子。它們由夸克構成，束縛夸克的也是強相互作用力。更重要的是，強相互作用力產生了質子和中子質量的98%，其餘2%來自誇克本身。
這意味著，包括你我在內的所有由原子組成的物質，98%的質量都來自強相互作用力。量子色動力學
鄺宇平教授介紹說，量子色動力學就是有關強相互作用力的理論，研究質子、中子裡更基本東西是如何結合起來的，在更微觀層面研究它們的內部結構。雖然在上世紀70年代初科學家就已經知道這是什麼力了，但是對於其了解有限，尤其是在作用強的情況下，強相互作用力有什麼特殊作用，還在摸索階段。現在的強子對撞機則實現了多粒子系統下研究它的條件。
實驗旨在尋找新物質形態 謝來
■ 專家解讀
清華大學物理系教授鄺宇平接受記者採訪時表示，用「迷你版宇宙大爆炸」來比喻大型強子對撞機進行的鉛離子對撞實驗並不十分恰當，實驗目的是研究微觀世界的相互作用，尋找多粒子系統下有沒有新的物質形態。
鄺宇平教授介紹，由於鉛很重，鉛離子對撞就相當於很重的原子核互相撞擊，讓其中很多質子、中子這些粒子大量對撞，碰撞的能量很高，形成一個高溫下的多粒子系統，「科學家藉此研究其中的現象，尤其是量子色動力學的效果」。
鄺教授指出，鉛離子對撞實驗非模擬宇宙大爆炸，而是創造一種條件，看大爆炸以後可能產生的東西現在能不能發現。更準確地說應該是宇宙大爆炸發生形成粒子以後，稍後一段時間的狀況，並非大爆炸的瞬間，和大爆炸的過程及性質都是兩碼事。媒體如果過度渲染，把它和大爆炸相提並論，不僅不準確，還可能由於誤解讓普通民眾感到恐慌。
用鉛的重離子對撞是歐洲大型強子對撞機的實驗內容之一，今年上半年是用質子對質子對撞的實驗，做了10個月，從11月、12月到明年1月是鉛離子對撞，之後再回到質子對撞。實際上質子對撞是實驗的主體，鉛離子對撞是整體實驗的一部分，並非實驗內容的升級。
本版採寫/本報記者 謝來