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实验或揭示胶子新物质态

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:12

    实验或揭示胶子新物质态

    ALICE探测器中首次实现质子和铅核之间的碰撞。这些碰撞将帮助科学家研究核粒子结构的新特征。

    “这些测试超出了所有人的预期。LHC和ALICE探测器的表现是卓越的。这些碰撞创造了新的记录,我们在夜间收集了第一次碰撞的数据。”哥本哈根大学尼尔斯•玻尔研究所(Niels Bohr Institute,University of Copenhagen)的Jens Jørgen Gaardhøje教授称,他还补充说他们会全速对数据进行分析。

    质子和铅原子核之间的碰撞将帮助科学家研究核粒子结构的新特征。“这对研究较大的原子核和较小的质子之间的非对称碰撞意义重大。” Jens Jørgen Gaardhøje还解释说,当质子击中一个铅核,它将在核上“钻”一个洞,然后毫发无损地离开。当质子穿透铅原子核时,质子和核内的胶子将相互碰撞并产生其它粒子,这些粒子能被ALICE探测器检测到。用这种方法不必过多加热核物质,就可以研究它的性质,就像铅-铅对撞中所做的那样。

    研究人员感兴趣的是胶子,强核力的载体。胶子有着特殊的属性,即它们彼此间可以相互作用。这意味着一个胶子可能会分裂成数个能量较低的胶子。根据Jens Jørgen Gaardhøje的解释,如果这种分裂无限持续下去,核粒子将会被无数低能量和低动量的胶子所充斥,但他也说这是不可能的。幸运的是,通过相同的机制,胶子也可以进行重组并重新融合在一起。因此,假设胶子维持现状,保持一个普遍的饱和密度是很合理的。这一状态被称为色玻璃凝聚(CGC)。

    色玻璃凝聚的存在迄今尚未得到明确证实,但尼尔斯•玻尔研究所的研究小组HEHI已于2005年的测量显示CGC可能实现。如果CGC存在,它可能是玻色-爱因斯坦凝聚(即粒子聚集到能量最低的量子态)的一种全新表现形式,只是在这种情况下,强相互作用占主导。

    “最近几晚在欧洲核子研究中心(CERN)ALICE探测器中成功运行的测试,是为将于2013年1-2月进行的完整实验计划所做的准备。首次运行非常成功,其结果可能已经足以显示CGC是否存在。研究这一状态十分有趣,这也给了我们理解饱和胶子物质属性的新机会。” Jens Jørgen Gaardhøje称。

    尼尔斯•玻尔研究所的HEHI研究小组已经建起了一个特殊的探测器,前向多重探测器(FMD),能覆盖大量运动学范围,它将对色玻璃凝聚的研究至关重要。

    (环球科学 邱晓琰)

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