對撞機實驗出顛覆結論:宇宙始於液態而非氣態

2010年11月25日09:18  來源:《科技日報》

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  本報訊(記者張夢然)據美國每日科學網11月24日報道,歐洲核子物理研究中心的科學家們近日利用其世界上最大的實驗設備大型強子對撞機(LHC)得出一個顛覆性的結論:宇宙的形成初態乃是灼熱濃厚的液體,而非一直以來所認為的氣態。

  宇宙形成之初到底發生了什麼,很久以來都是迷霧一團。目前已被普遍接受的觀點認為,宇宙大爆炸拋出了超熱氣體,而這些氣體聚集起來形成了現有物質。但有些物理學家對這一觀點頗為抵觸。

  LHC在今年為人們提供了撥開迷霧的良機。繼9月其CMS(緊湊繆子線圈)實驗裝置再現大爆炸后瞬間狀態之后,科學家於11月又在其另一台實驗裝置ALICE(大型離子對撞機)中,讓鉛離子以接近光速的速度對撞而創造出了迷你版的“宇宙大爆炸”。實驗產生一個“令人難以置信”的熾熱濃厚的亞原子火球,也意味著出現了夸克—膠子等離子體,可以解釋137億年前宇宙誕生之初的物質形成過程。

  在ALICE實驗裝置的成果之上,歐核中心人員分析發現,在宇宙剛剛誕生之時,立刻就有一團溫度高達10萬億攝氏度的液體形成。這團呈軟膠狀的黏稠物正是夸克—膠子等離子體,其性質及“行為”明確類似於液體,這給第一粒子和原子的形成提供了最佳環境,而在粒子出現后才漸漸組成了現在我們看到的恆星和星系。

  但此前最為普遍的觀點認為,大爆炸創造的高溫條件會使夸克和膠子結合的能量大幅削弱從而形成氣態物質。5年前,科學家曾利用“相對論重離子對撞機”產生了4萬億攝氏度的高溫擬境,當時已發現在該溫度條件下夸克—膠子等離子體的形態與液體類似,但人們一直認為是實驗水平所限,期待隨著溫度升高這些物質會更像氣體。然而LHC這次証明了事實並非如此,全新的研究結果將會顛覆物理學的傳統理論。

  盡管性質類似液體,但曼徹斯特大學的布賴恩·考克斯教授表示,這些物質和人們已知的任何液體都不一樣。至於事實為何並不如人們之前所想,科學家們將會繼續探尋其原因。實驗主要參與者、伯明翰大學的粒子物理學家戴維·埃文斯認為,新結論必會幫助我們了解在質子和中子形成前的神秘時期。

  英國《每日電訊報》刊發文章稱,目前這項結論將會首次以超過1000名研究者構成的多國團隊名義發表。

  總編輯圈點

  

  
無論霧靄蒼茫,還是波濤橫溢,宇宙之初的物質形態與我們今天的生活似乎沒有什麼關聯。然而,這段往事卻讓無數科學家長久地牽縈於心,不能釋懷,因為它畢竟是天體演化史上一個無法忽略的篇章,也是透視物質本性必須超越的幕障幃遮。11月8日,歐洲大型強子對撞機創造出夸克—膠子等離子體,從而讓研究者破天荒地觸摸到塵封了130多億年的萬事發端。在此嶄新的平台上,獲悉宇宙始於液態只是開頭,更多的“原來如此”必定接踵而至。

(責任編輯:馬麗)
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