大型强子对撞机实验产生全新物质

一个质子与铅原子核碰撞，在爱丽丝探测器中产生一个粒子群。

大型强子对撞机的实验产生了一种全新的物质。

北京时间11月29日，据国外媒体报道，美国麻省理工学院的科学家最近通过大型强子对撞机实验取得了重大研究成果。他们的实验中产生了一种全新的物质。研究结果对现代原子物理学的发展具有重要意义。

研究人员说，“大型强子对撞机中质子和铅离子的高速碰撞将导致两者内部粒子的意外运动，从而创造出新的东西。”麻省理工学院发布的一份研究报告称这种可能的新物质为“彩色玻璃浓缩物”。

当粒子束高速碰撞时，会产生数百种新形式的粒子，其中大部分将以光速飞离碰撞点。然而，小型μ子螺旋磁谱仪小组已经从200万个铅质子中观察到，一些粒子的偏离方向之间存在一定的相关性。麻省理工学院物理学家冈瑟·罗兰说，科学家们对一些粒子甚至朝完全相同的方向飞行的事实感到惊讶。科学家怀疑这些粒子是如何相互“沟通”方向的。冈瑟-罗兰教授和莱斯大学助理教授李玮共同完成了对撞击数据的研究。一篇描述这一惊人发现的学术论文将很快发表在《物理评论B》杂志上。

麻省理工学院的研究人员两年前发现了粒子运动方向的一些明显差异。这种飞行现象与铅离子和其他重金属离子(如金和铜)曾经发生的明显不同。这些重金属离子会在撞击过程中产生一种叫做“夸克胶子等离子体”的物质，这是一种在大爆炸后百万分之一秒内出现的粒子形式。

在强子对撞机中，这个夸克-胶子等离子体导致一些粒子向同一个方向运动。这项研究的结果也证实了这样一种现象:质子相互碰撞，产生一种液体胶子，称为“有色玻璃浓缩物”。布鲁克海文国家实验室的高级科学家拉杜·温普兰说:“这些稠密的胶子之间也会有一些不寻常的碰撞。”。Radu Vengparan没有参与这项研究，但他以前在这一领域有一些研究成果。翁伯兰和他的前学生凯文·达什林证明了在质子碰撞中粒子相关运动现象出现之前，像“彩色玻璃浓缩物”这样的物质的存在。

在常规能级下，质子由三个夸克组成，但在较高能级下，会得到一个附带的胶子群。这些胶子以粒子和波的形式存在，它们的波动可以相互协调。量子纠缠的原理可以解释为什么这些粒子从撞击点向外移动时会有一条共同的飞行路径。这种协同效应非常微弱，但对于质子内部夸克和胶子的一些非常基本的排列来说，这是非常重要的。

罗兰说，“我们不期望夸克-胶子等离子体与铅质子发生反应，但这是一种参照运动，在这种运动中，你可以研究铅质子的碰撞过程。这种运动只会持续大约4个小时，大型强子对撞机将在未来几周内继续领先质子碰撞实验，以收集更多数据来确定碰撞过程中是否真的会产生液态物质。”

研究结果将为解释粒子碰撞中产生的一些现象提供更清晰的研究方向，并确定质子碰撞、铅质子碰撞和其他粒子碰撞之间是否存在相关性。阅读更多关于麻省理工学院网站的报道