单位文秘网 2021-08-20 09:16:41 点击: 次
信息。
揭开早期宇宙之谜
2010年,LHC成功地加速铅原子核到1.38兆电子伏特,并且完成人类史上最高能量的重离子对撞实验。2011年,LHC更实验了比2010年高20倍的铅原子核对撞。CMS的实验结果再度证实夸克-胶子电浆在铅对撞中产生了,并且首度完成光子、z玻色子以及高能夸克(胶子)喷流的分析。这种超致密的物质,也许与宇宙大爆炸1微秒后的状况十分类似,也可能存在于中子星的核心之中。
初步的实验结果告诉我们,如果一艘火箭在早期宇宙的环境中被发射升空,我们只需要不到l纳米厚的夸克一胶子电浆,就可以让火箭在瞬间停下来,而与火箭一起前进的高能量光子则不受影响,可以顺利地穿透夸克-胶子电浆继续向前传播。如果有一个高能量的夸克在早期宇宙中“游泳”,这个夸克会受到夸克-胶子电浆的影响而很快减速,但“游泳”的前进方向却不会改变!
由于在LHC高能量的铅原子核对撞中,许多高能光子、Z玻色子以及高能量的夸克、胶子、夸克-胶子电浆一起产生,开创了一个全新的研究方向。由于光子与Z玻色子不参与强作用力,因此测量这些不带色荷的粒子可以得到夸克-胶子电浆刚产生时的初始状态,就像是利用微中子可以探测太阳的核心一样。利用超高能量的夸克与胶子穿过电浆,我们可以进行类似拉瑟福德实验的研究,只是这次不是利用电子去探测原子核,而是用这些高能夸克与胶子来探测夸克-胶子电浆的结构。
在LHC有了这些有趣的研究工具后,将有助于了解高密度环境下的量子色动力学,并且解答早期宇宙之谜。近年来弦论模型的计算与发展更提供了崭新的方向,帮助我们把在夸克-胶子电浆研究中学习到的知识,运用于各种其他的强交互作用系统。许多精彩的实验分析与理论计算,正如火如荼地进行!
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