科学:简单的实验烹饪原始颗粒汤

 作者:谷桃     |      日期:2017-08-12 08:17:07
作者:JOHN GRIBBIN粒子物理学家长期以来一直想创造一种物质状态,它存在于大爆炸的最早时刻 - 夸克 - 胶子等离子体他们希望通过粉碎重离子来制造这样的等离子体但现在,这种物质状态的第一个证据出乎意料地来自芝加哥费米实验室的简单质子 - 反质子碰撞夸克构成了“强子”,这些粒子通过强大的核力相互作用该类最熟悉的代表是原子核的质子和中子他们被称为胶子的“力量载体”三合一但是在宇宙诞生的大爆炸中,夸克和胶子在极其密集的等离子体中自由混合粒子物理学家和宇宙学家认为,在150亿年前的大爆炸的第一秒中存在夸克 - 胶子等离子体(参见“重新创造宇宙的诞生”,新科学家,8月17日)他们的计划是通过将重金属或铀等元素的重离子混合在一起来创造物质的原始状态现在,位于北卡罗来纳州达勒姆的杜克大学的Peter Levai和Berndt Muller声称,他们已经在费米实验室获得的数据中发现了夸克 - 胶子等离子体的“特征”,并于去年发布根据他们的计算,在夸克 - 胶子火球中发生的过程应该以垂直于碰撞梁方向的高速度喷射已知的粒子他们预测大量不同类型的粒子应该以几乎相同的“横向”速度出现(Physical Review Letters,vol 67,p 1519)当Levai和Muller将他们的测试应用于费米实验室质子 - 反质子碰撞的数据时,他们发现了夸克 - 胶子等离子体中预期的那种横向淋浴颗粒他们说,π介子,kaons和反质子的速度相等 “我们的结果构成了(夸克 - 胶子等离子体)存在和形成的强有力的指示”对于预测从正常物质到夸克 - 胶子阶段的过渡的理论家来说,这是个好消息,但对于那些实验者而言,这有点令人痛苦仍在准备他们的重离子实验然而,结果为他们提供了有价值的信息重离子实验有望成为比质子 - 反质子实验更强大的夸克 - 胶子状态探针他们将创造更多精力充沛的“迷你火球”,并提供有关正常事物存在之前发生的事情的更多信息在同一期“物理评论快报”(第1523页)中,卑尔根大学的N. S. Amelin及其同事提出的计算结果提供了铅 - 铅和硫 - 硫碰撞预期的横向流动的更多细节这些表明流动的确切性质很大程度上取决于计算中使用的理论模型的细节因此,通过消除一些模型并希望支持其他模型,未来的实验可以帮助理论家更好地理解基本力量的工作方式,并使他们更接近一个令人满意的大统一理论,这个理论将所有自然力量统一起来数学包夸克 - 强子转变的另一个探针可以是锂元素它在宇宙中的丰富性以及氦的丰度在大爆炸的最早时刻被固定,