[科普中國]-大型對撞機觀測到“夸克湯”奇異現(xiàn)象

英國《自然·物理學》雜志23日在線發(fā)表的一篇粒子物理學論文報告稱，歐洲核子物理研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）日前進行了質(zhì)子對撞實驗，產(chǎn)生了大量含有奇夸克的粒子，其數(shù)量遠遠出乎人們的意料。

大爆炸學說已經(jīng)是現(xiàn)代宇宙學的主流學說，但宇宙形成之初到底發(fā)生了什么，很久以來都是迷霧一團。目前被普遍接受的觀點認為，在大爆炸后不久，質(zhì)子和中子等基本粒子尚未形成，而夸克和膠子的組成部分在高溫的宇宙“原始湯”中自由移動。這種混合物被稱為夸克—膠子等離子體，也就是“夸克湯”，近些年，它已可以通過利用粒子對撞機進行重核對撞再現(xiàn)出來。

目前所知的夸克分6種不同類型，分別稱為上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克和底夸克，其中上夸克和下夸克組成普通的物質(zhì)，而高能物理實驗產(chǎn)生的往往是大量的奇夸克。在足以形成夸克—膠子等離子體的核子對撞中，產(chǎn)生大量奇夸克是物理學家意料之中的現(xiàn)象，也是一直以來的觀測結果。

但在本次研究中，大型強子對撞機其中一臺實驗裝置ALICE（大型離子對撞機）合作組，首次在對撞輕得多的質(zhì)子時觀測到了這一現(xiàn)象，而研究人員事先并未預期能在此類對撞中生成夸克—膠子等離子體。他們由此發(fā)現(xiàn)了與奇夸克大量增加有關的一些意料之外的現(xiàn)象，而這些不尋常的標志現(xiàn)階段尚需要進一步實驗加以分析。

團隊物理學家表示，這項研究將為探究奇夸克生成背后的機制提供線索，并加深人類對奇異粒子最初如何從原始“夸克湯”中產(chǎn)生的理解。

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