化身成为“上帝”,主导宇宙的上帝物质成功在实验室中制造出来!

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通过以接近光速的速度将小颗粒撞击成重金核,科学家们已经创造了一种微小的,超热的液滴,这种物质被称为夸克 - 胶子等离子体(QGP),这种物质在很短的时间内就充满整个宇宙。然后 - 砰。

创造这样一种“夸克汤”本身就是一项艰巨的任务; QGP 的第一个样本是在不到20年前通过将两个重原子粉碎在一起而产生的。但对于这个新的发现,这仅仅只是在布鲁克海文国家实验室中 - PHENIX实验所产生的一部分物质。

他们表明,只需在较重的原子核(如金)上撞击出小颗粒(如质子),就可以制作夸克汤样品。通过反复的实验,团队惊奇地发现QGP的微小液滴以三种不同的几何形状 - 圆形,椭圆形和三角形向外扩展 。

形成的液滴究竟是哪种形状取决于使用什么类型的较小颗粒作为抛射物。用质子撞击金色会产生圆形图案; 用氘核(质子 - 中子对)撞击金子会产生椭圆形图案; 并用氦-3原子(质子 - 质子 - 中子三重奏)撞击金,形成三角形图案。

科罗拉多大学博尔德分校的物理学教授Jamie Nagle在一份声明中说:“想象一下,你有两个正在扩展到真空中的水滴。” “如果有两个水滴靠得很近并贴在一起,那么在他们融合的过程中,它们相互碰撞并相互推挤,这就是产生这种模式的原因。” 换句话说,膨胀的夸克汤的表现就像池塘里理想化的涟漪一样。

什么是QGP?

世界上有三种物质状态:固态,液态和气态。当某物是固体时,其单个分子的能量很少,以至于它们很容易通过分子间力保持在原位。在液体中,分子具有更多能量,这使得它们能够彼此滑过(尽管它们仍然存在分子间力,这导致他们能“黏在一起”)。在气体中,分子具有一大堆能量,因此它们彼此紧挨着。

然后就是等离子体,这是物质的第四个基本状态。当气体云具有足够多的能量以使电子从云中的核中脱离时,等离子体就会存在。由于有如此多的电子自由漫游,等离子体具有极强的导电性。虽然等离子体在地球上并不像其他三态那样常见,但我们确实在某些事件中能用肉眼看到等离子体,如极光或闪电风暴。

但是,至少在现今的宇宙中,还有一种最稀有和最奇异的物质状态。该状态是夸克 - 胶子等离子体。

在宇宙大爆炸之后的几千分之一秒内,宇宙非常热,密度非常高,普通的物质根本无法存在于其中。相反,夸克 - 胶子等离子体或夸克汤这是填满了整个空间。这种奇怪的物质只有在温度(科学意义上,即颗粒的平均动能)达到数

万亿度,或者比太阳中心高出约250,000倍时才能存在。

因为科学家们非常有感兴趣宇宙中最早的时刻,所以理解夸克 - 胶子等离子体的行为对我们对宇宙本身的理解至关重要。

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完美的流体

新的研究不仅进一步证明了科学家们可以真正创造出熔化的夸克和胶子汤,它们都可以作为质子和中子的基石。它还表明,QGP的作用非常类似于完美的流体,它们作为一个连贯的单元共同流动。这项新的研究表明,在足够高的能量下,宇宙中最微小的粒子可以像理想化的,像几乎无摩擦的液体那样流动。

基于对夸克 - 胶子等离子体的这种新物质的理解,理论物理学家很快就可以弄清楚宇宙的原始夸克汤如何在宇宙的最初几毫秒内冷却下来。通过这样做,他们将有一种新的方法来研究最初的原子的诞生,这可以提升我们对宇宙的认识,更加开拓我们的知识认知范围


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