新的物質狀態是“近乎完美的”液體

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在布魯克海文國家實驗室工作的物理學家今天宣佈,他們創造了一種新的物質狀態,該物質狀態由原子核、夸克和膠子的組成部分構成。研究人員今天在佛羅里達州舉行的美國物理學會會議上公佈了他們的發現——這些發現可能為了解宇宙在大爆炸後瞬間的組成提供新的見解。

在布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機 (RHIC) 上有四個合作專案,分別名為 BRAHMS、PHENIX、PHOBOS 和 STAR。所有這些專案都在研究當兩束相互作用的金離子以極高的速度相互碰撞時會發生什麼,這導致每秒發生數千次亞原子碰撞。當研究人員分析碰撞後原子軌跡的模式時,他們發現碰撞中產生的粒子傾向於集體移動,很像魚群一樣。布魯克海文國家實驗室高能和核物理副實驗室主任薩姆·阿倫森評論說:“在 RHIC 中形成的物質的集體相互作用程度、快速熱化和極低的粘度使其成為有史以來觀察到的最接近完美的液體。”

對這種超液體的某些特性進行的觀察與對一種稱為夸克-膠子等離子體 (QGP) 的物質的預測相符,據理論推測,夸克-膠子等離子體存在於大爆炸後僅幾微秒。然而,一個很大的差異是,QGP 曾被預測表現得像氣體。“目前的發現並不排除這種新的物質狀態實際上是夸克-膠子等離子體的一種形式的可能性,”阿倫森說,“[它]只是與之前的理論有所不同。”在未來幾年收集的 RHIC 計劃實驗的測量結果應有助於物理學家解決這一差異。這些團隊的研究結果將發表在期刊Nuclear Physics A上。

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