大爆炸查询:绘制一个神秘的液体变成了所有物质

关于宇宙如何开始的领先理论是大爆炸,这表示,140亿年前宇宙作为一个奇点,一维点存在,其中包含了大量的基本粒子。非常高的热量和能量导致它充气,然后在我们知道的时候扩展到宇宙中?并且,扩张持续到这一天。

Big Bang的初始结果是一种强烈的热量和精力充沛的液体,仅为30亿华氏度(55亿摄氏度)的微秒。这种液体含有少于所有物质的构建块。随着宇宙冷却,颗粒腐烂或组合引起…well, everything.

夸克 - 胶质等离子体(QGP)是这种神秘物质的名称所谓的,因为它由夸克组成?基本粒子?和胶水,哪些物理学家 Rosi J. Reed.描述为“什么夸克用来互相交谈。”

科学家们在Lehigh大学助理教授芦苇’S的物理系,其研究包括实验高能量物理,不能及时回去研究宇宙如何开始。因此,它们通过碰撞诸如金等速度的厚度速度来重新创造这种情况,从而产生比太阳内部更热的环境。碰撞模仿夸克 - 胶质等离子体在大爆炸之后如何变态,但反向:热量融化了离子’质子和中子,释放隐藏在它们内的夸克和胶水。

世界上只有两个能够碰到沉重的离子的两个运营加速器?只有在美国中的一个。:布鲁克霍夫国家实验室’S相对论重离子撞机(RHIC)。距离Long Island,纽约长岛有三小时车程。

芦苇是其中的一部分 星形合作 ,一个国际科学家和工程师在运行实验 在Rhir(星)的电磁套管。星探测器是巨大的,实际上由许多探测器组成。它和房子一样大,重1,200吨。星星’S的专业是跟踪RAIR的每个离子碰撞产生的数千颗粒,用于寻找夸克 - 胶质等离子体的签名。

“运行实验时有两个‘knobs’我们可以改变:物种?如金子或质子上的金子上的金子?和碰撞能量,” says Reed. “我们可以以不同的方式加速离子以实现不同的能量对质量比。 ”

使用各种明星探测器,该团队在不同的碰撞能量下碰撞离子。目标是地图夸克 - 胶质等离子体’S相图,或不同的过渡点作为材料在不同的压力和温度条件下变化。映射夸克 - 胶质等离子体’S相图还在映射核强力,另外称为量子色能(QCD),这是将带正电的质子的力保持在一起。

“离子的中心有一堆质子和中子,” explains Reed. “这些是积极的,应该击退,但在那里’s a ‘strong force’这让他们在一起?足够强大,以克服他们分开的倾向。”

了解夸克 - 胶质等离子体’S的相图和等离子体和正常物质之间的相位转变的位置和存在是重要的重要性,因为里德说。

“It’他是一个独特的机会,了解自然的四种基本力量如何在类似于大爆炸后仅存在微秒的温度和能量密度操作的一个独特的机会。” says Reed.

升级RAM探测器以更好地映射“strong force”

明星团队使用光束能量扫描(BES)来执行相位转换映射。在项目的第一部分,被称为BES-I,该团队收集了可观察证据“intriguing results.”Reed于2018年10月在夏威夷的核物理和日本物理学会的第5次联席会议上展示了这些结果,举行了题为:“测试Quark-Gluon等离子体限制在RHIC时扫描。”

然而,有限的统计,接受和糟糕的事件平面决议并不允许结论发现。项目的第二阶段,称为BES-II,正在进行中,包括瑞德正在与明星团队成员合作的改进:事件计划探测器的升级。合作者包括Brookhaven的科学家以及俄亥俄州州立大学。

明星团队计划在2019年和2020年继续运行实验并收集数据,使用新的事件计划探测器。根据Reed,新探测器旨在精确地定位碰撞发生的位置,并有助于表征碰撞,具体情况“head on” it is.

“它还将有助于提高所有其他探测器的测量功能,” says Reed.

明星合作期望在2019年3月在Rhir进行下一步实验。



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