美創造出已知最熱物質溫度4萬億度(圖)

2010-06-10 21:15

此圖顯示音波在實驗進行過程中的反應

布魯克海文國家實驗室，科學家利用相對論重離子對撞機創造出宇宙中溫度最高的物質

據國外媒體報導，美國科學家利用設在布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機，創造出宇宙中溫度最高的物質——溫度達到約4萬億攝氏度，為太陽核心溫度的25萬倍。

空氣中充斥著可怕的嗡嗡聲，介於黃蜂的蜂鳴聲與輕型飛機起飛的轟鳴聲之間，聽上去雖很奇怪，但這是宇宙中溫度最高物質所發出的聲音，預示了宇宙大爆炸後瞬間狀況。相對論重離子對撞機類似於歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機，可驅使兩束金離子流對撞，將原子及構成原子的質子和中子分裂為更小的粒子，即夸克和膠子。

這是物理學家第一次確信無疑地證實可以創造其長期探索的夸克-膠子電漿體，即「夸克湯」(quark soup)。美國布魯克海文國家實驗室核粒子物理學實驗室副主任史蒂文-維格多(Steven Vigdor)說：「布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機創造了溫度可能達到4萬億攝氏度的物質。這是迄今在實驗室中創造的溫度最高的物質。我們是在說已知宇宙中最高的溫度。」

如此高溫下，在質子和中子中將夸克緊緊結合在一起的鍵會斷裂，生成自由流動的、像液體一樣的物質狀態。夸克和膠子瞬間便在無黏性流體中自由流動，這種狀況在137億年裡並不存在。通過小規模重造大爆炸後瞬間的宇宙狀況，物理學家可以分析物質如何從充滿能量的初始狀態迅速降溫至一個由質子和中子構成的宇宙，而宇宙的這種狀態存在至今。

為破解這種獨特的混合物的聲音之謎，科學家對「夸克湯」及裡面的粒子對撞進行了分析。他們最終獲得音波在數百萬次對撞中的反應數據，並將這種噪音擴大無數倍，從而讓人們可以聽得到。這一溫度記錄可能會一直保持到歐洲大型強子對撞機在今年底啟動重離子對撞試驗前。