據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)報(bào)道,當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月8日,科學(xué)家們開(kāi)始利用位于瑞士和法國(guó)邊境的歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)制造小型“宇宙大爆炸”,模擬近140億年前宇宙形成的瞬間過(guò)程。
這是該機(jī)器第一次使用鉛離子進(jìn)行對(duì)撞,以往實(shí)驗(yàn)均使用質(zhì)子。鉛離子和質(zhì)子統(tǒng)稱(chēng)“強(qiáng)子”,但前者比后者更大、更重。8日開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)取名為“愛(ài)麗絲”(ALICE),是“大強(qiáng)子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)”(A Large Ion Collider Experiment)的英文縮寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目吸引了來(lái)自全球30個(gè)國(guó)家100多個(gè)科研機(jī)構(gòu)的上千名物理學(xué)家、化學(xué)家和工程師的參與,第一階段任務(wù)將于今年12月完成。
在這臺(tái)“巨無(wú)霸”機(jī)器全長(zhǎng)約27公里的環(huán)形軌道內(nèi)部,兩束鉛離子的亞原子粒子束朝著相反的方向前進(jìn),它們每運(yùn)行一圈,就會(huì)獲得更多的能量,速度也隨之增加。對(duì)撞之際,這些粒子“狂飆”的速度可以達(dá)到光速的99.99%,從而使它們?cè)趯?duì)撞瞬間產(chǎn)生的高溫相當(dāng)于太陽(yáng)核心溫度的100萬(wàn)倍,即10萬(wàn)億度。據(jù)信這個(gè)溫度就是137億年前宇宙大爆炸剛剛發(fā)生后百萬(wàn)分之幾秒內(nèi)的溫度,之后宇宙中就再也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)如此高溫。
在這一溫度下,連構(gòu)成原子核的質(zhì)子和中子也被融化了,產(chǎn)生“夸克—膠子等離子體”(Quark-Gluon Plasma)。現(xiàn)有物理學(xué)理論認(rèn)為,宇宙誕生后的百萬(wàn)分之幾秒內(nèi),宇宙中曾存在過(guò)一種被稱(chēng)為“夸克—膠子等離子體”的物質(zhì)。在這個(gè)物質(zhì)中,夸克和膠子(兩種理論上假設(shè)的無(wú)質(zhì)量粒子)等基本粒子以自由狀態(tài)存在。它們隨宇宙的冷卻結(jié)合形成質(zhì)子和中子等亞原子粒子,亞原子粒子形成原子,而原子最終形成今天的宇宙萬(wàn)物。科學(xué)家們希望通過(guò)“迷你宇宙大爆炸”實(shí)驗(yàn),解開(kāi)宇宙形成之謎。
宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)是目前影響力最廣的宇宙起源學(xué)說(shuō),產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)20年代,目前已有多項(xiàng)科研發(fā)現(xiàn)可資證實(shí),比如譜線紅移等。但宇宙是否起源于大爆炸,仍然缺乏足夠多的令人信服的證據(jù)。
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歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(Large Hadron Collider,簡(jiǎn)稱(chēng)LHC)是世界上最大的粒子加速器,建在日內(nèi)瓦附近法國(guó)和瑞士邊境一條27公里長(zhǎng)的環(huán)形地下隧道內(nèi),隧道距地面100米左右。自2008年9月啟動(dòng)以來(lái),它一直吸引著全世界物理學(xué)家的目光,不過(guò)這臺(tái)“巨無(wú)霸”機(jī)器在啟動(dòng)當(dāng)月就發(fā)生氦泄漏事故,被迫停止運(yùn)行。對(duì)撞機(jī)的管理部門(mén)歐洲核子研究中心(CERN)花了一年多時(shí)間進(jìn)行維修,于2009年11月重新開(kāi)機(jī),當(dāng)月就刷新了質(zhì)子加速的世界紀(jì)錄。
(來(lái)源:中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng) 張品秋 編輯:劉純萍)