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          大型強子對撞機揭示宇宙大爆炸第一個0.000001秒內發生的新細節

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          日期:2021-06-03 15:20:28    來源:科技日報    

          據每日科學網站1日消息,歐洲科學家團隊利用大型強子對撞機(LHC)揭示了宇宙大爆炸第一個0.000001秒內發生的新細節,即第一個微秒內一種特殊的等離子體發生了什么,這種等離子體不但是宇宙有史以來的“第一種物質”,其相關細節還為我們今天所知的宇宙演變提供了一塊重要“拼圖”。

          在大約140億年前,宇宙從遠比現在更熱、更稠密的狀態轉變為急劇膨脹——科學家將這一過程命名為大爆炸。盡管已經知道這種快速膨脹創造了粒子、原子、恒星、星系以及生命,但這一切是如何發生的,細節依然未知。

          此次,丹麥哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所科學家展開的新研究,告訴了我們這一切是如何開始的。他們研究了一種叫做夸克—膠子等離子體(QGP)的物質,它是在大爆炸第一個微秒內存在的唯一物質,可以揭示等離子體在宇宙早期演化的“獨特故事”:首先,由夸克和膠子組成的等離子體被宇宙熱膨脹所分離;然后,夸克碎片重組為所謂的強子;一個有3個夸克的強子組成一個質子,是原子核的一部分,這些也是構成地球、人們自己和現今所有環繞人們的宇宙“基石”的核心。

          夸克—膠子等離子體存在于宇宙大爆炸的第一個0.000001秒,但隨后由于膨脹而消失。只有通過歐洲核子研究中心的大型強子對撞機,研究人員能夠重現歷史上的“第一種物質”,并追溯其發生的事情。

          研究人員表示,大型強子對撞機以近乎光速將等離子體中的離子撞在一起,使科學家能夠看到夸克—膠子等離子體是如何從原來的物質狀態,演變為原子的核心和生命的基石。

          團隊還開發出一種算法,可以一次同時分析更多粒子的集體膨脹,這是前所未有的。結果表明,夸克—膠子等離子體曾經是一種流動的液體形式,而長期以來,研究界都認為等離子體是一種氣體形式,這次分析證實了它其實具有光滑柔軟的質地,這與科學家們的預期以及所知道的任何其他物質都不同。這一結果被認為是一個重大突破,而該成就也使科學家離解決大爆炸謎題更近了一步。(記者 張夢然)

          關鍵詞: 大型強子對撞機 宇宙 第一種物質 LHC

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