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科学家拟用强子对撞机再现宇宙大爆炸后瞬间

  大型强子对撞机内部景象。在发现希格斯玻色子之后,欧洲核子研究组织已将目光聚焦未来的粒子研究

  北京时间消息,借助于大型强子对撞机,欧洲核子研究组织(以下简称CERN)的科学家让两组不同的粒子进行撞击,试图再现大爆炸后瞬间构成宇宙的“等离子汤”。强子对撞机座落于日内瓦地下,将于未来两年关闭。在几乎已确认发现希格斯玻色子之后,科学家正利用对撞机了解宇宙的演化。

  对撞实验中,科学家借助ALICE(大型离子撞击实验的英文缩写)了解物质被加热到相当于太阳中央温度25万时发生的现象,研究宇宙诞生之初形成的夸克-胶子等离子体。在寻找希格斯玻色子和研究超对称性、暗物质、额外维度和平行宇宙等所谓“新物理学”的道路上,CERN直到现在仍通过相同粒子对撞的方式。实验中,粒子被加速到接近光速的速度。

  位于地下的大型强子对撞机共有6台仪器,ALICE便是其中之一。CERN的此项ALICE实验用于分析来自于氢的微小质子与更大的铅原子核对撞产生的粒子。ALICE项目科学家约翰尼斯-韦塞尔斯表示:“这项实验能够帮助我们确定大型强子对撞机能否进行不对称对撞。试验结果给出了肯定的答案,整个过程非常顺利。氢质子或者铅原子核之间的对撞就像是橙子与橙子对撞,二者之间的对撞则是苹果与橙子的对撞。这是一种完全不同的对撞。实验结果令我们感到兴奋。”

  大型强子对撞机通常进行质子间的对撞,很少产生等离子体。等离子体在137亿年前的大爆炸后瞬间产生。高能对撞产生的粒子能够提供少量等离子汤(由液态夸克-胶子构成)构成的线索或者无法做到这一点。对撞产生的粒子是宇宙最小的物体之一。数十亿次对撞产生的粒子中只有极少一部分与大爆炸后瞬间产生的粒子轨迹相同。CERN的科学家可以借助其他实验加以分析,了解新物理学现象。

  质子之间的对撞帮助科学家寻找有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子,这种粒子据信赋予宇宙万物质量。7月4日,CERN的科学家宣布可能发现上帝粒子。希格斯玻色子的名字以英国科学家彼得-希格斯的名字命名,新发现的粒子是否就是希格斯玻色子尚未得到最终证实。这项实验成果被誉为一个世纪以来最重大的科学发现。相关研究结果刊登在《物理快报B》期刊上。

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