大型對撞機觀測到「夸克湯」奇異現象---中國科學院

2020-11-23 中國科學院

大型對撞機觀測到「夸克湯」奇異現象

質子對撞產生大量含有奇夸克的粒子

2017-04-25 科技日報 張夢然

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  英國《自然·物理學》雜誌4月23日在線發表的一篇粒子物理學論文報告稱,歐洲核子物理研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)日前進行了質子對撞實驗,產生了大量含有奇夸克的粒子,其數量遠遠出乎人們的意料。

  大爆炸學說已經是現代宇宙學的主流學說,但宇宙形成之初到底發生了什麼,很久以來都是迷霧一團。目前被普遍接受的觀點認為,在大爆炸後不久,質子和中子等基本粒子尚未形成,而夸克和膠子的組成部分在高溫的宇宙「原始湯」中自由移動。這種混合物被稱為夸克—膠子等離子體,也就是「夸克湯」,近些年,它已可以通過利用粒子對撞機進行重核對撞再現出來。

  目前所知的夸克分6種不同類型,分別稱為上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克和底夸克,其中上夸克和下夸克組成普通的物質,而高能物理實驗產生的往往是大量的奇夸克。在足以形成夸克—膠子等離子體的核子對撞中,產生大量奇夸克是物理學家意料之中的現象,也是一直以來的觀測結果。

  但在本次研究中,大型強子對撞機其中一臺實驗裝置ALICE(大型離子對撞機)合作組,首次在對撞輕得多的質子時觀測到了這一現象,而研究人員事先並未預期能在此類對撞中生成夸克—膠子等離子體。他們由此發現了與奇夸克大量增加有關的一些意料之外的現象,而這些不尋常的標誌現階段尚需要進一步實驗加以分析。

  團隊物理學家表示,這項研究將為探究奇夸克生成背後的機制提供線索,並加深人類對奇異粒子最初如何從原始「夸克湯」中產生的理解。

  英國《自然·物理學》雜誌4月23日在線發表的一篇粒子物理學論文報告稱,歐洲核子物理研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)日前進行了質子對撞實驗,產生了大量含有奇夸克的粒子,其數量遠遠出乎人們的意料。
  大爆炸學說已經是現代宇宙學的主流學說,但宇宙形成之初到底發生了什麼,很久以來都是迷霧一團。目前被普遍接受的觀點認為,在大爆炸後不久,質子和中子等基本粒子尚未形成,而夸克和膠子的組成部分在高溫的宇宙「原始湯」中自由移動。這種混合物被稱為夸克—膠子等離子體,也就是「夸克湯」,近些年,它已可以通過利用粒子對撞機進行重核對撞再現出來。
  目前所知的夸克分6種不同類型,分別稱為上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克和底夸克,其中上夸克和下夸克組成普通的物質,而高能物理實驗產生的往往是大量的奇夸克。在足以形成夸克—膠子等離子體的核子對撞中,產生大量奇夸克是物理學家意料之中的現象,也是一直以來的觀測結果。
  但在本次研究中,大型強子對撞機其中一臺實驗裝置ALICE(大型離子對撞機)合作組,首次在對撞輕得多的質子時觀測到了這一現象,而研究人員事先並未預期能在此類對撞中生成夸克—膠子等離子體。他們由此發現了與奇夸克大量增加有關的一些意料之外的現象,而這些不尋常的標誌現階段尚需要進一步實驗加以分析。
  團隊物理學家表示,這項研究將為探究奇夸克生成背後的機制提供線索,並加深人類對奇異粒子最初如何從原始「夸克湯」中產生的理解。

列印 責任編輯:侯茜

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