“完美流體”如何演變為物質形態？科學家找到新線索

宇宙大爆炸后的幾百萬分之一秒，早期宇宙呈現出一種奇怪的新狀態：一種被稱為夸克膠子等離子體的亞原子湯。而就在15年前，包括來自勞倫斯伯克利國家實驗室(Berkeley Lab)相對論核碰撞(RNC)小組的研究人員在內的一個國際團隊發現，這種夸克-膠子等離子體是一種完美的流體?？淇撕湍z子(質子和中子的組成部分)是如此強烈地耦合，它們幾乎沒有摩擦地流動。這種被成為自然界的“完美流體”的夸克-膠子等離子體是如何逐漸演變為物質形態的?日前，科學家們找到了新的線索。

科學家推測，高能量的粒子噴流以超過音速的速度飛過夸克-膠子等離子體，并且像快速飛行的噴流一樣，發出一種叫做馬赫波的超音速轟鳴。為了研究這些噴氣粒子的特性，2014年，由伯克利實驗室科學家領導的一個團隊開創了一種稱為噴氣斷層掃描的原子X射線成像技術。這些開創性的研究結果顯示，這些射流在通過夸克膠子等離子體傳播時散射并失去能量。

但是噴射粒子在夸克-膠子等離子體中的旅程從哪里開始呢?盡管能量損失很容易觀察到，馬赫波和伴隨的擴散尾流仍然難以捉摸。

現在，在最近發表在《物理評論快報》雜志上的一項研究中，伯克利實驗室的科學家們報告了模型模擬的新結果，顯示他們發明的另一項技術，即二維噴射斷層掃描，可以幫助研究人員找到擴散尾流的幽靈般的信號。

這項模擬技術首次表明，人們可以使用二維噴射斷層成像技術來拾取夸克膠子等離子體中擴散尾流的微小信號。

他們的工作也將幫助大型強子對撞機和RHIC的實驗者了解在他們尋求了解夸克-膠子等離子體如何演變為物質的過程中應該尋找哪些信號。我們是由什么構成的?在大爆炸后的幾微秒內，新生的宇宙是什么樣子的?關于這個話題，仍然有許多未解之謎等待我們去探索，但是科學家對長期尋找的擴散喚醒的模擬使我們離這些問題的答案更進了一步。

該論文題為"Search for the Elusive Jet-Induced Diffusion Wake in Z/γ-Jets with 2D Jet Tomography in High-Energy Heavy-Ion Collisions"，發表于《物理評論快報》。(前瞻經濟學人APP資訊組)