【夸克掙脫兩個萬億度】

江南布衣

【夸克掙脫兩個萬億度】

 

 

 

最新的QCD相圖

在美國，印度和中國物理學家的計算，夸克和膠子可以脫離自己的質子和中子內免費分娩的大約兩萬億度開爾文溫度 - 在大爆炸之後的宇宙溫度的幾分之一秒。

 

研究人員得出這一數字相結合的超級計算機的計算和重離子碰撞實驗的結果。

 

他們說，它使得我們在一個更穩固的基礎知識的夸克物質。

 

根據大爆炸模型，極早期宇宙中瀰漫著“夸克 - 膠子等離子體”，其中夸克和膠子（強核力的載體）作為單獨的實體存在。

 

夸克之間的強作用力隨距離迅速增大，這意味著夸克需要大量的能量，以保持自由 - 因此只能存在於血漿中極高的溫度。

 

當宇宙是關於第二個老百萬分之一而已，它已經冷卻到夸克和膠子的地方相結合，形成質子和中子等粒子的複合點。

 

究竟這是什麼溫度，但是，一直沒有容易的工作了。

 

在量子色動力學（QCD）理論解釋了夸克和膠子的相互作用以及在非常非常小的距離，這是在服用大型強子對撞機內的歐洲核子研究中心（LHC）在日內瓦舉行的碰撞有關。

 

但在較大距離的夸克 - 膠子等離子體的特性，QCD失敗，因為它變得不可能佔成分的相互作用，包括夸克和antiquarks許多虛擬對所有。

 

因此，物理學家使用作為晶格QCD，在其中的夸克 - 膠子的相互作用的複雜性是通過分解成可管理的塊的時空限制已知的理論近似。

 

 

錨定格QCD

現在怒江徐中央中國師範大學和勞倫斯伯克利國家實驗室的同事在加利福尼亞州和挂靠的晶格QCD的關鍵參數之一的值。

 

他們使用了在布魯克海文實驗室的相對論重離子對撞機（RHIC），它在高能量碰撞金離子，共同制定出的溫度下的夸克 - 膠子等離子體“凝聚”，形成個人強子STAR探測器的結果。

 

團隊成員 Bedangadas的可變能量迴旋加速器中心在印度加爾各答莫漢蒂，解釋說，知道這個溫度有助於映射出QCD相圖。此圖的圖表，從正常，強子，此事夸克物質（或可能是另一個奇異的狀態為“彩色超導電性”）的過渡，這兩個變量的改變。

 

這是溫度和“重子化學勢”，後者是需要刪除或添加一個質子或中子的強相互作用物質的能量。

 

他指出，熱力學可用於工作如何對水的相變溫度與壓力，但是，對於這些溫度絕對值要求至少有一個固定點在相圖測量各不相同，說在大氣壓力下的沸點。“同樣的，”他說，“在QCD我們要找出什麼是零化學勢相變溫度。”

 

 

計算敏感性

徐和同事沒有直接測量這種溫度，但來自理論和實驗的。

 

在理論方面，Sourendu Gupta和在印度的塔塔基礎研究協會等方面的壓力計算第一，第二，第三和第四的重子化學勢衍生物，然後制定出如何將這些“感情”應隨溫度。

 

同時，協作實驗一半以上算多少反質子質子人在RHIC金離子碰撞產生的，並繪製數百萬本測數量的變化。

 

在夸克 - 膠子等離子體轉變溫度，一定的理論敏感性數值上等於組合應與被測分佈的形狀特定數量。

 

因此，通過改變溫度的敏感性，直到他們從實驗得出的相當於數量，研究人員得出一個過渡溫度值。

 

許的團隊獲得的價值是175 +1 / -7兆電子伏，相當於2 × 10 12  開爾文，這正是在格點QCD其他間接方法的預測值。“這是第一次出現了在高溫夸克物質理論和高能實驗直接比較，說：”

 

莫漢蒂。“人們預測的理論是什麼感情是應該的，但你需要比較與實驗，以確保這些理論是正確的預測。”

 

 

尋找臨界點

下一步，添加莫漢蒂，是衡量在QCD相圖中預測的臨界點。

 

在一個臨界點，兩相之間的邊界來結束，這兩個階段的特性成為相同。

 

有一個液態的水和蒸汽的臨界點，例如，核物理學家認為，同樣有正常和夸克物質之一。

 

尋找這個臨界點會涉及進行過碰撞的能量，東西範圍重離子碰撞，莫漢蒂說，這 RHIC非常適合做。

 

在LHC的ALICE探測器，另一方面，應該能夠明確與以前的測量結果表明，等離子擁有具有比宇宙中的任何其他液體的粘度低夸克 - 膠子等離子體的粘度。

 

大衛埃文斯，在伯明翰大學的物理學家和英國在驢友組組長，是留下深刻印象的最新作品。“我認為這些技術將允許理論家調整和改善與實驗直接比較 QCD格，”他說，“因此，提供更好的計算和對未來的預測。”

 

然而，約翰的亞利桑那大學 Rafelski認為，這項研究從“重大缺陷”，尤其是缺乏分析的系統誤差，受到影響。

 

他舉例說，徐和同事們不佔的事實，探測器計數只有有限的一小部分產品的所有衝突。

 

“總的系統誤差是很可能遠遠，遠遠高於統計錯誤 [所提交]較大，”他補充說，他“從晶格QCD社區的同事認為，這種分析的每一步”'錯誤“。

 

這項研究發表在科學 332 1525。

 

關於作者

埃德溫 Cartlidge是一門科學在羅馬的作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/46346