[科普中國]-大型對撞機(jī)觀測到“夸克湯”奇異現(xiàn)象

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

大爆炸學(xué)說已經(jīng)是現(xiàn)代宇宙學(xué)的主流學(xué)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(tuán)。目前被普遍接受的觀點(diǎn)認(rèn)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(jī)進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(xué)家意料之中的現(xiàn)象，也是一直以來的觀測結(jié)果。

但在本次研究中，大型強(qiáng)子對撞機(jī)其中一臺實(shí)驗(yàn)裝置ALICE（大型離子對撞機(jī)）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(yù)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(guān)的一些意料之外的現(xiàn)象，而這些不尋常的標(biāo)志現(xiàn)階段尚需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)加以分析。

團(tuán)隊物理學(xué)家表示，這項研究將為探究奇夸克生成背后的機(jī)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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