对撞机实验出颠覆结论:宇宙始于液态而非气态

2010年11月25日09:18  来源:《科技日报》

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  本报讯(记者张梦然)据美国每日科学网11月24日报道,欧洲核子物理研究中心的科学家们近日利用其世界上最大的实验设备大型强子对撞机(LHC)得出一个颠覆性的结论:宇宙的形成初态乃是灼热浓厚的液体,而非一直以来所认为的气态。

  宇宙形成之初到底发生了什么,很久以来都是迷雾一团。目前已被普遍接受的观点认为,宇宙大爆炸抛出了超热气体,而这些气体聚集起来形成了现有物质。但有些物理学家对这一观点颇为抵触。

  LHC在今年为人们提供了拨开迷雾的良机。继9月其CMS(紧凑缪子线圈)实验装置再现大爆炸后瞬间状态之后,科学家于11月又在其另一台实验装置ALICE(大型离子对撞机)中,让铅离子以接近光速的速度对撞而创造出了迷你版的“宇宙大爆炸”。实验产生一个“令人难以置信”的炽热浓厚的亚原子火球,也意味着出现了夸克—胶子等离子体,可以解释137亿年前宇宙诞生之初的物质形成过程。

  在ALICE实验装置的成果之上,欧核中心人员分析发现,在宇宙刚刚诞生之时,立刻就有一团温度高达10万亿摄氏度的液体形成。这团呈软胶状的黏稠物正是夸克—胶子等离子体,其性质及“行为”明确类似于液体,这给第一粒子和原子的形成提供了最佳环境,而在粒子出现后才渐渐组成了现在我们看到的恒星和星系。

  但此前最为普遍的观点认为,大爆炸创造的高温条件会使夸克和胶子结合的能量大幅削弱从而形成气态物质。5年前,科学家曾利用“相对论重离子对撞机”产生了4万亿摄氏度的高温拟境,当时已发现在该温度条件下夸克—胶子等离子体的形态与液体类似,但人们一直认为是实验水平所限,期待随着温度升高这些物质会更像气体。然而LHC这次证明了事实并非如此,全新的研究结果将会颠覆物理学的传统理论。

  尽管性质类似液体,但曼彻斯特大学的布赖恩·考克斯教授表示,这些物质和人们已知的任何液体都不一样。至于事实为何并不如人们之前所想,科学家们将会继续探寻其原因。实验主要参与者、伯明翰大学的粒子物理学家戴维·埃文斯认为,新结论必会帮助我们了解在质子和中子形成前的神秘时期。

  英国《每日电讯报》刊发文章称,目前这项结论将会首次以超过1000名研究者构成的多国团队名义发表。

  总编辑圈点

  

  
无论雾霭苍茫,还是波涛横溢,宇宙之初的物质形态与我们今天的生活似乎没有什么关联。然而,这段往事却让无数科学家长久地牵萦于心,不能释怀,因为它毕竟是天体演化史上一个无法忽略的篇章,也是透视物质本性必须超越的幕障帏遮。11月8日,欧洲大型强子对撞机创造出夸克—胶子等离子体,从而让研究者破天荒地触摸到尘封了130多亿年的万事发端。在此崭新的平台上,获悉宇宙始于液态只是开头,更多的“原来如此”必定接踵而至。

(责任编辑:马丽)
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