夸克膠子混合態

夸克膠子混合態

美國Brookhaven國家實驗室RHIC實驗發現了新的夸克膠子混合態。

概述

美國Brookhaven國家實驗室RHIC實驗發現了新的夸克 膠子混合態

夸克  膠子混合態-內部結構模型圖夸克 膠子混合態-內部結構模型圖

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三個夸克所組成的重子(例如質子和中子)和由兩個夸克所組成的介子三個夸克所組成的重子(例如質子和中子)和由兩個夸克所組成的介子

由夸克組成的例子主要有由三個夸克所組成的重子(例如質子和中子)和由兩個夸克所組成的介子。而所有的重子統稱為強子,是構成原子的主要粒子。這些夸克藉由膠子而結合在一起。美國Brookhaven國家實驗室的相對論性重離子對撞機(Relativistic Heavy Ion Collider, RHIC)便是利用將金原子加速至100GeV然後使兩個金原子正面對撞,產生40TeV的能量,以希望使夸克和膠子分離,形成所謂的夸克膠子電漿態,以抹擬宇宙在質子產生前(pre-protonic universe)的情形。
根據RHIC四個實驗組的結果,金原子對撞所產生的強大能量,產生了一團高溫高密度的火球。它的密度相當於原子核密度的一百倍,大小大約為5fm(1fm=10^-15m),溫度大約為10^12度,生命期大約只有10^-24秒。科學家發現這團“火球”的確是由夸克及膠子所構成的,不過彼此之間的作用卻比之前所猜想的像氣體一般的弱互動作用(這就是被稱為電漿態的原因)大不相同,而是具有較強作用力,類似液體一般的性質。
科學家觀察發現這種新型態的夸克膠子液體具有很低的黏滯性,所以類似古典流體的性質,所以有可能可以利用流體力學的方式來計算其性質。不過他們目前的下一個實驗目標將是測量這團火球的熱容量及其對衝擊波的反應。

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