大型强子对撞机能否找到爱因斯坦预言的物质状态

北京时间9月26日消息,据国外媒体报道,爱因斯坦的狭义相对论曾预测过一种名叫“色玻璃凝聚态”的神秘物质形态。而在长达十年的寻找之后,在大型强子对撞机工作的科学家们终于看到了希望的曙光。

大型强子对撞机是全球最大的粒子对撞机,是一个总长27公里的环状结构,位于接近法国与瑞士边境的地下深处。不过,研究人员并不是通过让以接近光速运行的粒子相撞来寻找这种神秘物质的。相反,他们的关注点在于当粒子并未相撞、而是近距离擦肩而过时,究竟发生了什么。

在标准物理学模型中,宇宙中98%的物质都是由一种名叫“胶子”的基本粒子维系在一起的。正是胶子将夸克联结在一起、构成了质子和中子。而如果将质子加速到接近光速,就会发生一种奇特的现象:质子内部的胶子浓度会急剧升高。在这种情况下,胶子会分裂成一对能量更低的胶子,后者再进一步分裂成另一对胶子,并不断持续下去。最终,质子内部的胶子分裂会达到一个上限,胶子数量也就不再继续增加。此时这种状态就叫“色玻璃凝聚态”:一种可能存在于超高能质子和重原子核中的假想物质状态。

科学家指出,这种凝聚态能够解释物理学的许多未解之谜,比如粒子是如何在高能撞击中形成的、以及物质在粒子内部的分布情况等等。但数十年以来,科学家始终没能证实它的存在。一直到2000年,位于纽约的布鲁克海文相对论重离子对撞机才首次发现了色玻璃凝聚态可能存在的迹象。

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