LHC揭秘宇宙誕生瞬間“第一種物質”

科技日報北京6月2日電 （記者張夢然)據每日科學網站1日消息，歐洲科學家團隊利用大型強子對撞機（LHC）揭示了宇宙大爆炸第一個0.000001秒內發生的新細節，即第一個微秒內一種特殊的等離子體發生了什麼，這種等離子體不但是宇宙有史以來的“第一種物質”，其相關細節還為我們今天所知的宇宙演變提供了一塊重要“拼圖”。

在大約140億年前，宇宙從遠比現在更熱、更稠密的狀態轉變為急劇膨脹——科學家將這一過程命名為大爆炸。儘管已經知道這種快速膨脹創造了粒子、原子、恆星、星系以及生命，但這一切是如何發生的，細節依然未知。

此次，丹麥哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所科學家展開的新研究，告訴了我們這一切是如何開始的。他們研究了一種叫做夸克—膠子等離子體（QGP）的物質，它是在大爆炸第一個微秒內存在的唯一物質，可以揭示等離子體在宇宙早期演化的“獨特故事”：首先，由夸克和膠子組成的等離子體被宇宙熱膨脹所分離；然後，夸克碎片重組為所謂的強子；一個有3個夸克的強子組成一個質子，是原子核的一部分，這些也是構成地球、人們自己和現今所有環繞人們的宇宙“基石”的核心。

夸克—膠子等離子體存在於宇宙大爆炸的第一個0.000001秒，但隨後由於膨脹而消失。只有通過歐洲核子研究中心的大型強子對撞機，研究人員能夠重現歷史上的“第一種物質”，並追溯其發生的事情。

研究人員表示，大型強子對撞機以近乎光速將等離子體中的離子撞在一起，使科學家能夠看到夸克—膠子等離子體是如何從原來的物質狀態，演變為原子的核心和生命的基石。

團隊還開發出一種算法，可以一次同時分析更多粒子的集體膨脹，這是前所未有的。結果表明，夸克—膠子等離子體曾經是一種流動的液體形式，而長期以來，研究界都認為等離子體是一種氣體形式，這次分析證實了它其實具有光滑柔軟的質地，這與科學家們的預期以及所知道的任何其他物質都不同。這一結果被認為是一個重大突破，而該成就也使科學家離解決大爆炸謎題更近了一步。