“迷你大爆炸”中能量噴射不對稱

　　自上個月歐洲大型強子對撞機（LHC）模擬宇宙大爆炸，將鉛原子核以接近光速對撞以來，早已恭候的各種巨大探測儀迅速響應，對其產生的大量粒子進行分析。據美國物理學家組織網12月6日報道，瑞典日內瓦歐洲核子研究中心（CERN）近日通報了這次對撞的首批實驗成果。

　　大型強子對撞機ATLAS探測儀小組的科學家公布了關于對撞中噴射能量的研究成果。據他們觀察，在鉛—鉛原子核對撞中，能量以一種不平衡的形式噴射。噴射是一種強大的錐形能量，在對撞后極短時間內以飛行粒子的形式出現。科學家認為，如果從對撞的一邊射出了強大的噴射流，那么另一邊也應有互補的噴射流以平衡動量。然而在許多對撞中，僅能觀察到一邊有噴射。在即將發表的《物理評論快報》上，ATLAS科學家描述了這種不平衡噴射。

　　ATLAS小組代表布賴恩·科爾說，對撞產生的夸克—膠子湯本身可能會吸收部分或全部向外的噴射，這一過程不一定非要對稱。越是中心的對撞，越顯出更多的不對稱噴射。ATLAS小組的另一位科學家彼得·斯坦伯格說，科學家預計到一些噴射能量會被吸收，但令人吃驚的是，在某些情況下噴射好像是被完全吸收了。

　　科學家希望，這種噴射不對稱能夠幫助他們研究對撞實驗中產生的前所未有的最致密物質的屬性。

　　當兩個包含數百個質子和中子的鉛原子核互相以1.4特伏（TeV，百萬億電子伏）的能量對撞在一起時，在大約10-24秒內產生了一個微小火球，巨大的能量在極短時間內釋放在幾個質子大的真空中，使它們的質子和中子融化成更基本的成分，成為夸克和膠子，這種沸騰的數百個強相互作用粒子，科學家稱為夸克—膠子等離子體或夸克—膠子湯。

　　在CERN討論會上，緊湊渺子線圈（CMS）小組代表、瑞士洛桑聯邦理工學院的博雷克·維斯魯克稱，“這是迄今實驗室中產生的最熱的核物質”。CERN另一實驗裝置ALICE小組代表朱爾根·斯古克拉夫特認為，“我們可以稱之為迷你大爆炸”，LHC重離子對撞之后的劇烈狀態好似約140億年前的宇宙大爆炸的微縮版，鉛—鉛對撞產生的迷你火球與宇宙大爆炸后幾微秒所產生的能量密度和溫度很相似。

　　早些時候，美國紐約布魯克海文國家實驗室報告稱，利用“相對論重離子對撞機”（RHIC）使金原子核對撞后產生的夸克—膠子湯溫度達到4萬億攝氏度，這是迄今在實驗中測到的最熱溫度。LHC科學家未能直接檢測到他們的夸克湯的溫度，斯古克拉夫特說，由于LHC對撞的能量密度是RHIC的3倍，因此溫度也會更高。

　　今后的幾周里，來自LHC重離子對撞的一系列專門研究成果也將陸續發表在各大科學雜志上。