化身成為“上帝”,主導宇宙的上帝物質成功在實驗室中製造出來!

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通過以接近光速的速度將小顆粒撞擊成重金核,科學家們已經創造了一種微小的,超熱的液滴,這種物質被稱為夸克 - 膠子等離子體(QGP),這種物質在很短的時間內就充滿整個宇宙。然後 - 砰。

創造這樣一種“夸克湯”本身就是一項艱鉅的任務; QGP 的第一個樣本是在不到20年前通過將兩個重原子粉碎在一起而產生的。但對於這個新的發現,這僅僅只是在布魯克海文國家實驗室中 - PHENIX實驗所產生的一部分物質。

他們表明,只需在較重的原子核(如金)上撞擊出小顆粒(如質子),就可以製作夸克湯樣品。通過反覆的實驗,團隊驚奇地發現QGP的微小液滴以三種不同的幾何形狀 - 圓形,橢圓形和三角形向外擴展 。

形成的液滴究竟是哪種形狀取決於使用什麼類型的較小顆粒作為拋射物。用質子撞擊金色會產生圓形圖案; 用氘核(質子 - 中子對)撞擊金子會產生橢圓形圖案; 並用氦-3原子(質子 - 質子 - 中子三重奏)撞擊金,形成三角形圖案。

科羅拉多大學博爾德分校的物理學教授Jamie Nagle在一份聲明中說:“想象一下,你有兩個正在擴展到真空中的水滴。” “如果有兩個水滴靠得很近並貼在一起,那麼在他們融合的過程中,它們相互碰撞並相互推擠,這就是產生這種模式的原因。” 換句話說,膨脹的夸克湯的表現就像池塘裡理想化的漣漪一樣。

什麼是QGP?

世界上有三種物質狀態:固態,液態和氣態。當某物是固體時,其單個分子的能量很少,以至於它們很容易通過分子間力保持在原位。在液體中,分子具有更多能量,這使得它們能夠彼此滑過(儘管它們仍然存在分子間力,這導致他們能“黏在一起”)。在氣體中,分子具有一大堆能量,因此它們彼此緊挨著。

然後就是等離子體,這是物質的第四個基本狀態。當氣體雲具有足夠多的能量以使電子從雲中的核中脫離時,等離子體就會存在。由於有如此多的電子自由漫遊,等離子體具有極強的導電性。雖然等離子體在地球上並不像其他三態那樣常見,但我們確實在某些事件中能用肉眼看到等離子體,如極光或閃電風暴。

但是,至少在現今的宇宙中,還有一種最稀有和最奇異的物質狀態。該狀態是夸克 - 膠子等離子體。

在宇宙大爆炸之後的幾千分之一秒內,宇宙非常熱,密度非常高,普通的物質根本無法存在於其中。相反,夸克 - 膠子等離子體或夸克湯這是填滿了整個空間。這種奇怪的物質只有在溫度(科學意義上,即顆粒的平均動能)達到數

萬億度,或者比太陽中心高出約250,000倍時才能存在。

因為科學家們非常有感興趣宇宙中最早的時刻,所以理解夸克 - 膠子等離子體的行為對我們對宇宙本身的理解至關重要。

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完美的流體

新的研究不僅進一步證明了科學家們可以真正創造出熔化的夸克和膠子湯,它們都可以作為質子和中子的基石。它還表明,QGP的作用非常類似於完美的流體,它們作為一個連貫的單元共同流動。這項新的研究表明,在足夠高的能量下,宇宙中最微小的粒子可以像理想化的,像幾乎無摩擦的液體那樣流動。

基於對夸克 - 膠子等離子體的這種新物質的理解,理論物理學家很快就可以弄清楚宇宙的原始夸克湯如何在宇宙的最初幾毫秒內冷卻下來。通過這樣做,他們將有一種新的方法來研究最初的原子的誕生,這可以提升我們對宇宙的認識,更加開拓我們的知識認知範圍


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