美创造4万亿度高温纪录 为探索宇宙成因提供素材

刘恒宝

2010年02月18日
         美国科学家在实验室环境下创造4万亿摄氏度高温纪录，以模拟宇宙“大爆炸”后的情形，为探索宇宙成因提供素材。

　　这样高的温度，相当于太阳中心温度的25万倍；如果在现实生活中，足以熔化所有物质。

　　撞“金”获高温

　　这项实验由美国布鲁克黑文国立实验室完成，15日由研究小组负责人史蒂文•维格朵在首都华盛顿借美国物理学会会议之际宣布。  

　　布鲁克黑文国立实验室隶属于美国政府能源部，位于纽约州阿普顿。

　　实验室拥有一台相对论重离子对撞机(RHIC)，环路周长为3.8公里，建在地下4米处，以贵金属金的离子为材料，加速进而实现数以10亿次计的对撞，产生持续时间为千分之一秒、即毫秒的高温。

　　“RHIC的设计目标，”维格朵说，“就是为了模拟宇宙形成初期所处的温度，产生相应的物质。”

　　对4万亿摄氏度高温的确认，由计算实现。

　　物质熔成“汤”

　　维格朵在新闻发布会上发问：4万亿摄氏度“热到什么程度？”

　　他自己的回答是，“那样的温度足以熔化质子和中子”，而质子和中子构成原子，原子组合又构成分子……

　　质子和中子由更小的夸克和胶子构成。这两种粒子的预期熔化温度为2万亿摄氏度。

　　4万亿摄氏度高温度下，所有物质都将分解为“汤”，就像宇宙经由大爆炸形成后最初百万分之一秒所处的情形。

　　相比之下，天体超新星爆发核心的温度为20亿摄氏度，太阳中心的温度为5000万摄氏度，金属铁的熔化温度为1800摄氏度，宇宙现阶段平均温度比高于物理学意义上的“绝对零度”、即零下273.15摄氏度高出0.7度。

　　数据待消化

　　路透社报道，实验所获数据，足以耗费科学家多年时间加以分析，探索宇宙为何以及如何形成。

　　维格朵及其研究小组认为，实现4万亿摄氏度高温那一刻，再现了夸克和胶子凝聚为强子以前的瞬间。

　　科学界主流观点推断，宇宙“大爆炸”发生后，出现了某一过程，致使物质和反物质不平衡，且有利于物质的形成。否则，物质和反物质保持平衡，宇宙不会像现在这样充斥物质，而会充斥能量。

　　今年稍后某个时候，科学家们将再度实验，利用位于瑞士的大型强子对撞机，以重金属铅的离子为材料，实现高速对撞，争取创造更高的温度纪录。(徐勇)