中美印科學家合作“烹制”宇宙大爆炸“夸克湯”

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記者24日從中國科技大學獲悉，中美印科學家合作烹制了宇宙大爆炸“夸克湯”，從而在世界上首次確定從普通物質到夸克物質的相變溫度。6月24日出版的《科學》雜誌以“量子色動力學相圖的標度”為題，發表這一研究成果。

　　據悉，中美印科學家聯合研究確定了從強子物質(即普通物質)到夸克膠子電漿體的相變(即狀態轉變)溫度約為175百萬電子伏特，相當於2萬億攝氏度。中方研究人員羅曉峰介紹說，宇宙初生時，億萬物質是一鍋由自由的夸克和膠子組成的濃稠的“湯”，俗稱“夸克湯”，即夸克膠子電漿體。尋找夸克膠子電漿體存在的證據並研究其基本性質，對研究早期宇宙具有重要意義。
　　他說，在通常情況下，夸克和膠子被強相互作用力禁閉在強子中。通過對普通原子核“加熱”，有可能使強子“融化”而形成夸克膠子電漿體。2000年以來，科學家們利用美國布魯克海汶國家實驗室中的相對論重離子對撞機(RHIC)進行實驗研究，發現了一些夸克膠子電漿體形成的證據。但是從強子物質到夸克膠子電漿體的相變溫度尚不清楚。
　　日前，RHIC對撞機將兩束金原子核加速到接近光速，使其發生碰撞，形成高能量密度和高溫的夸克膠子電漿體，冷卻後產生大量粒子。中美印科學家組成合作小組，研究分析對撞機上STAR探測器採集到的大量實驗數據，在世界上首次把測量到的凈質子數分佈的特徵，與格點量子色動力學的計算結果進行比較，從實驗上直接確定了重子數密度為零的情況下從強子物質到夸克膠子電漿體的相變溫度。