夸克 - 胶子等离子体(QGP)

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新型探测器通过物理学“标准烛光”测试
Ke Ji Ri Bao· 2025-09-08 00:21
最新发表于《高能物理学杂志》的一项研究中,包括美国麻省理工学院在内的国际团队报告称,新一代 探测器sPHENIX通过了物理学中的"标准烛光"测试,这标志着科学家向揭开早期宇宙奥秘迈出重要一 步。 (文章来源:科技日报) sPHENIX探测器是美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机的最新设备。它的任务是通过精确 测量高速粒子碰撞后的产物,重建大爆炸初期出现的夸克-胶子等离子体(QGP)的特性。科学家认 为,QGP在宇宙诞生后仅几微秒内存在,随后迅速消失,冷却并结合成如今构成普通物质的质子和中 子。 sPHENIX体型相当于两层楼高,重量约1000吨,能以每秒1.5万次的速度记录碰撞事件。其核心部件包 括微顶点探测器,可追踪单个粒子的轨迹和能量,实现高精度跟踪。当这些部件协同工作时, sPHENIX宛如一台巨型三维相机,可以在一次碰撞中同时记录成千上万颗粒子的数量、能量和运动轨 迹。 QGP在实验室中存在时间极短,仅10-22秒,温度可达数万亿摄氏度,并表现为整体流动的"完美流 体"。人们无法直接看到QGP,只能通过衰变后喷射出的粒子推断其性质。而设计sPHENIX的初衷正是 为了捕捉这些"痕迹",从而揭示早 ...
sPHENIX粒子探测器首批成果发布
Ke Ji Ri Bao· 2025-07-22 08:34
最新进展不仅验证了新探测器的卓越性能,更为探索夸克-胶子等离子体(QGP)的特性奠定了基础。 QGP是一种宇宙大爆炸后百万分之一秒就存在的特殊物质态,是构成现代物质世界的原始"汤羹"。研究 QGP可帮助揭示已知物质的起源,以及自然界中最强作用力如何让夸克和胶子结合形成质子和中子,进 而构成普通的原子核。 团队描述称,sPHENIX的精密追踪系统如同超高清3D摄像机,能清晰捕捉每个带电粒子的运动轨迹。 探测器配备的量热计更是科学利器,其中电磁量热计专攻电子和光子能量测量;强子量热计则专注于由 夸克组成的复合粒子。这种双重保障使测量精度达到前所未有的水平。数据显示,中心碰撞区域释放的 能量为边缘区域的十倍之多。 美国布鲁克海文国家实验室所属相对论重离子对撞机上的sPHENIX粒子探测器发布首批成果,其捕获 了宇宙极早期物质形态的关键数据。这项最新研究精确测量了以接近光速运行的金离子相互碰撞产生的 数千个粒子的数量和能量密度,有望为人类破解物质的起源之谜提供新线索。相关论文已提交《物理评 论C》和《高能物理杂志》。 当两束金离子以2000亿电子伏特的能量迎头相撞时,sPHENIX粒子探测器上的组件记录了令人震撼的 ...