欧洲核子研究中心碰撞实验揭示原初物质与氖原子核的独特形状

欧洲核子研究中心的研究人员证明，较轻原子核之间的碰撞也能产生微小的夸克—胶子等离子体液滴，同时揭示原子核隐藏的几何形态的线索。这项经过同行评审的研究，将对这种原初物质状态的探索拓展到铅等重原子核之外；此前，人们曾认为必须使用重原子核才能产生这种物质。

研究团队将氧-16和氖-20原子核加速至接近光速，随后比较了分别进行的氧—氧碰撞和氖—氖碰撞。夸克—胶子等离子体是一种极高温的物质状态，其中夸克和胶子可以自由运动。科学家认为，在宇宙诞生后的最初百万分之一秒内，宇宙中充满了这种物质。

由于每个液滴仅存在极短的一瞬间，研究人员转而研究其膨胀、冷却过程中产生的粒子。这些粒子的运动保留了初始碰撞几何形态的印记。氖碰撞产生的模式与细长、类似保龄球瓶的原子核形状相符，有别于氧碰撞产生的更圆润的模式。

这一结果来自推断，而非直接成像；测得的三角流变化在定量上也未与模型预测吻合，因此仍需进一步研究。尽管如此，这些发现证明，高能粒子流对原子核结构具有敏感性。研究人员现计划使用更轻的原子核，包括氦-4，开展实验，探索能够形成夸克—胶子等离子体的系统究竟可以小到什么程度。