科学家创造出迄今温度最高密度最大核材料
时间:2017-12-07

  科学网 - 科学家们创造了迄今为止最高温度的最大核材料

  路透伦敦12月7日电---欧洲大型强子对撞机(LHC)项目的科学家们成功地通过正面碰撞铅核,在实验室中制造出了温度最高,密度最高的核材料。

  大爆炸的迷你版本

  工业炉具有一千度的最高温度,但与接近光速的粒子彼此碰撞时的温度相比,并不值得一提。 12月2日,CERN实验室的科学家宣布了大型强子对撞机实验的第一个结果。在这个实验中,铅核在一个长达27英里(27公里)的圆形隧道中运行,然后在太赫兹温度下正面碰撞产生材料颗粒。

  尽管铅核碰撞所产生的微型火球飞快地飞了起来,附近的大型探测器仍然能够迅速地对向外流动的无数残骸颗粒作出反应。法国巴黎理工学院的Bolek Wyslouch在CERN会议上发表讲话说:“这是迄今为止在实验室中创造的最温暖的核材料,Wes Lodge由紧密的密西西比线圈(CMS)工作组代表,在大型强子对撞机上使用巨型探测器观察铅原子碰撞。

  在研讨会上,欧洲核子研究中心第二个大型探测器ALICE任务组代表Juergen Schukraft说:我喜欢把它称为微型爆炸。这意味着大型强子对撞机的大型强子对撞机只是大爆炸的迷你版本。宇宙诞生于大约140亿年前的大爆炸。事实上,LHC在能量密度和温度两方面实验性地产生的微型火球与大爆炸后的早期宇宙的情况类似。

  夸克胶子等离子体

  在那之前,从来没有这么多的能量,这个实验有数百万亿的电子伏特(TeVs)故意储存在空间相当于几个质子。质子是每个原子核的基本组成部分,大小只有原子本身的十万分之一。加速器研究科学家倾向于电子伏特能量单位,因为它是由电子加速产生的精确能量。

  当含有数百个质子和中子的两个铅原子核几乎正面碰撞,每个质子和中子能量达到1.4eV时会发生什么?据物理学家们说,当它们相互碰撞和相互作用时,质子和中子就会融化,变成更为基本的组成部分,称为夸克和胶子。结果,由数百个彼此强烈相互作用的粒子形成的热气体物理学家被称为夸克胶子等离子体。

  今年早些时候,Brocken Haven国家实验室RHIC项目的科学家宣布碰撞机与金核发生碰撞,产生夸克胶子等离子体。据他们说,夸克胶子等离子体温度高达4万亿度,是有史以来实验室得到的最高温度。大型强子对撞机项目科学家还没有直接测量最新实验产生的夸克胶子的温度。

  动量平衡或被打破

  舒克拉夫特说,由于大型强子对撞机碰撞实验中的能量密度大约是相对论重离子碰撞体的三倍,因此产生的夸克胶子等离子体自然会具有较高的等离子体温度。在接下来的几周里,科学家将在几个科学期刊上详细介绍大型强子对撞机重离子碰撞的结果。 ATLAS公司的科学家,第三个运行大型强子对撞机的探测器报告说,他们在冲击试验中观察到巨大的液体射流。

  喷气式飞机是一种强有力的圆锥形能量,在碰撞后不久,它就像是火球上的飞沫。科学家们认为,如果从一侧喷射出强劲的喷气式飞机,则应在另一侧喷气式飞机,以达到动力平衡。然而,在许多碰撞中,科学家只观察到一个喷流。在“物理评论通讯”杂志即将发表的一篇论文中,ATLAS项目的科学家们详细描述了在铅 - 核碰撞实验中产生的喷流动量不平衡的第一个例子。

  另一架喷气式飞机在哪里消失? ATLAS项目组代表科比·科尔(Bryant Cole)在CERN会议上发言时说,夸克胶子等离子本身可能在其外部操作期间吸收了部分或全部的喷气机。这个过程不一定要平衡。科尔谈到两个铅离子如何相互碰撞:两支喷气机相互撞击越不对称,它们越相互碰撞。

  另一位ATLAS项目组科学家彼得·斯坦伯格(Peter Steinberg)表示,科学家曾经预计一些喷射能量被吸收,但在一些情况下似乎完全吸收了射流,仍然感到惊讶。科学家们希望能够利用这两种射流的不对称性来了解实验室中产生的最密集物质的前所未有的特性。

  美国生理学家网络报告(英文)