大型强子对撞机或已再现大爆炸后瞬间状态

2010-9-29 09:31 来源: 中国科学院
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  据英国广播网(BBC)与《每日电讯报》在线版等近日报道,欧洲大型强子对撞机(LHC)项目的科学家表示,他们由LHC制造的极端环境中,在某种程度上模拟出宇宙大爆炸后几微秒的状态,再现当时超高的温度、压强和密度以及存在于当时的物质,堪称开拓了全新的物理研究领域。

  本次成果的出现,来源于科学家们发现大型强子对撞机的CMS(紧凑缪子线圈)探测器已经看到“全新而有趣的效应”:在CMS探测实验中,高能、多样性的粒子对撞十分不同寻常,对这一群相同的粒子来说,温度就是单个粒子的平均动能,其效果比单个质子的碰撞(常见于其他的高能物理实验)巨大得多。足量的粒子纠缠在一起,质子被迫释放出夸克,营造如同“炼狱”的环境,直接导致本次实验出现的新物质温度、密度、压强和黏度与众不同——而这种黏稠度或能抵抗流动的能力,即是“零流动力”的夸克与胶子。

  这种物质出现于地球上,只能产生于相当极端的条件下。亦是根据这些数据,科学家认为,这台世界上最大的粒子加速器LHC目前已成功复制了宇宙大爆炸后第一时刻的状态,再现了宇宙诞生最初几微秒内超高的温度、压强和密度。

  欧核中心表示,实验结果中某些粒子以特定方式密切地联系在一起,这种现象在以往的质子对撞实验中未曾见过。而大型强子对撞机的CMS实验发言人圭多·托内利言称:“我们现在开始在LHC拓展出的物理学新领土上,一寸一寸的开垦。”

  欧核中心发言人詹姆斯·吉利斯也认为:“到目前为止,我们一直在重温旧的物理学。现在开始迈向全新的领域。”而欧核中心坦承,此次实验中所观测到的效应是比较模糊的。但是,这些效应却可能是回答粒子物理学领域许多关键问题的弥足珍贵的一环。

  吉利斯称,实验结果也证明LHC在经历初期断断续续的维修和更新后,开始作出斐然成绩:在年初它已实施总能量达7万亿电子伏特的质子束流对撞;不久前又发表了它在夸克实验领域取得的首个成果,将“受激态”夸克的寻找范围扩展到1260GeV(GeV为十亿电子伏特)能级。但现在的运作还只是最高设计能量的一半,LHC确实应拥有获得物理学空前发现的能力。