地球最大的粒子加速器打开了了解大爆炸后早期宇宙的新窗口:“数十年探索的巅峰”

据一位研究人员称,这一观察“为了解早期宇宙的演化提供了新的见解”。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

经过二十多年的探索,科学家们终于在炽热而致密的粒子“汤”中观察到了一种现象,类似于大爆炸后充满宇宙的现象。这项观测可以帮助宇宙学家更好地了解宇宙在其最初时刻令人难以置信的高温和致密状态。

世界上最强大的粒子加速器,大型强子对撞机 (LHC),通过将铅等重元素的原子核粉碎在一起,定期产生这种所谓的夸克-胶子等离子体,并产生称为喷流的粒子喷雾,从喷流中出现这种炽热而致密的粒子汤。这是必要的,因为在现代宇宙中,夸克和胶子(称为“部分子”)只被发现同时包含质子和中子等粒子。因此,需要以近光速将原子碰撞在一起所产生的能量来释放这些部分子并产生被称为夸克-胶子等离子体的热“汤”。

当粒子在夸克-胶子等离子体中波动时,它们会向这种介质失去能量和动量,这应该会在这种原始汤中产生尾流,就像船体冲过海洋时产生的尾流一样。然而,研究人员二十年来一直未能看到这种所谓的“扩散尾流”。也就是说,到现在为止。

伊利诺伊大学芝加哥分校 (UIC) 的团队负责人 Raghunath Pradhan 在一份声明中表示:“观察和量化夸克-胶子等离子体扩散尾流为对夸克-胶子等离子体的特性和动力学进行新的精确表征打开了大门,并为了解早期宇宙的演化带来了新的见解。”

寻找粒子尾迹的新方法

“这一观测是几十年来观察尾流现象的探索的顶峰;20多年前理论就预测了这一现象,但在实验数据中仍然难以捉摸,”伊利诺伊大学芝加哥分校的团队负责人奥尔加·埃夫多基莫夫(Olga Evdokimov)说。