RHIC 氧对撞揭示宇宙最初时刻的物质

美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机(RHIC)上的氧核对撞,产生了夸克-胶子等离子体的有力证据——这种物质状态被认为充满了大爆炸后最初时刻的宇宙。这一来自 STAR 实验的结果于2026年10月20日发表在《物理评论快报》上。

决定性信号是所谓“喷注淬火”:高能粒子喷注穿过对撞产生的致密物质时会损失能量,就像子弹在水中减速。研究团队分析了2021年记录的、能量为200 GeV(2000亿电子伏特)的氧-氧对撞,发现与该效应相关的高能粒子受到约20%的压低——小于规模大得多的金-金对撞中的压低程度,这符合氧核系统小得多的预期,每个氧核只有8个质子和8个中子。

这一进展确立了一个新的下限:等离子体可以在小系统和比以往要求低得多的能量下形成。同类效应此前已在欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)的氧对撞中观测到,但能量超过5000 GeV,是RHIC的25倍以上。氧是少数在两台对撞机上都研究过的系统,因此直接比较格外有价值。该分析由山东大学教授李易主持,布鲁克海文物理学家 Rongrong Ma 也是 STAR 研究人员之一。

仍需保持科学谨慎:等离子体并非被直接观测到——它存在的时间不到万亿分之一秒——而是根据从中产生的粒子推断出来的,关于其形成最低条件的争论仍在继续。RHIC 从2000年运行至2026年,于2026年2月6日以氧-氧对撞结束了最后一轮运行,来自 STAR 和 sPHENIX 探测器的更多最终轮数据仍将丰富这一故事。论文作者为 B. E. Aboona 等,DOI:10.1103/9w2y-bz9n。

图片来源:布鲁克海文国家实验室 / STAR 实验,经 ScienceDaily 发布。

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作者:Muse