迷你版宇宙大爆炸即將被製造(組圖)

2010-11-05 21:56

設計用於令鉛離子對撞的ALICE實驗模擬圖

英國伯明翰大學科學家戴維·埃文斯博士將參加大型強子對撞機的最新實驗

據國外媒體報導，歐洲大型強子對撞機(LHC)項目科學家正準備創造迷你版「宇宙大爆炸」——一個溫度為太陽核心溫度100萬倍的小火球。

自2009年以來，大型強子對撞機一直在令質子對撞，試圖揭開物質的基本特性。如今，大型強子對撞機將轉而讓鉛離子進行對撞。這次實驗定於11 月初拉開帷幕，持續四周時間。大型強子對撞機是世界上最大、能量最高的粒子加速器，建在法國與瑞士邊境地下一條27公里長的環形隧道內，由歐洲核子研究中心(Cern)負責管理。

大型強子對撞機由四次不同實驗組成，其中，ALICE實驗專門為鉛離子對撞所設計。這些對撞實驗的目標是揭示大爆炸後宇宙的最初形態。高能撞擊質子旨在揭示其他物理學謎團，比如發現行蹤詭異的希格斯玻色子，以及諸如超對稱性等新物理學原理的線索。歐洲核子研究中心發言人詹姆斯·吉利斯 (James Gillies)在接受英國廣播公司採訪時表示，除了ALICE，ATLAS和「緊湊μ子螺線管」(CMS)實驗也是暫時撞擊離子。

吉利斯表示，這些實驗可以讓科學家對137億年前大爆炸後宇宙的狀況有所瞭解。他們還尋求揭示一個非常稠密的能量球爆炸產生我們今天所知道的宇宙後的瞬間狀況。科學家認為，在宇宙形成之時，應該存在一種特殊的物質狀態，一種不同於現在形成宇宙的物質狀態。

吉利斯說：「物質以不同的狀態存在：以水這樣的物質為例，如果將它放進冰箱裡冷凍，它變成了固態，如果拿出來放在桌子上，又變成了液態，如果將它放進水壺，則又變成了氣態。這全都是同一種物質，只不過處於不同的物質狀態，如果將物質送進實驗室，你可以從原子中分離電子，獲得稱為電漿體的物質狀態。」

不過，在宇宙形成之初，可能還存在另一種物質狀態，物理學家將這種物質稱為是夸克-膠子電漿體。吉利斯解釋說：「在這種物質狀態下，你可以有效融化今天構成原子的核物質，將裡面的東西釋放出來，即夸克和膠子。」如果大型強子對撞機項目科學家可以重建這種物質狀態，並對其進行研究，他們或許能獲得「它如何演變為可以構成你和我的那類物質」的重要線索。

英國伯明翰大學科學家戴維·埃文斯博士將參與這次實驗。他說：「雖然小火球僅存在瞬間，但溫度將超過10萬億度，是太陽核心溫度的100萬倍。在這一溫度範圍內，連構成原子核的質子和中子都會融化，產生熾熱而稠密的‘夸克與膠子湯’。」埃文斯表示，ALICE實驗旨在創造的溫度和密度，將是有史以來在實驗中生成的最高溫度和密度。