这一发现揭示了早期宇宙物质的起源

Josiah01 · 发表于 2024-7-31 21:46:57

　　早期宇宙的温度比太阳核心高 25 万倍。这一温度远高于形成日常物质的质子和中子的温度。科学家利用粒子加速器以接近光速的速度将原子碰撞在一起，从而重现早期宇宙的条件。
　　通过测量由此产生的粒子流，科学家可以了解物质是如何形成的。科学家测量的粒子可以通过各种方式形成：从夸克和胶子的原始汤中形成，或从后来的反应中形成。
　　这些后期的反应始于大爆炸后 0.000001 秒，当时由夸克组成的复合粒子开始相互作用。
　　一项新的计算表明，一些测量到的粒子中多达 70% 来自这些后期反应，而不是来自类似于早期宇宙的反应。这项研究发表在《物理快报 B》杂志上。
　　这一发现提高了科学界对物质起源的认识。它有助于确定我们周围有多少物质是在大爆炸后最初几分之一秒内形成的，又有多少物质是在宇宙膨胀过程中的后期反应中形成的。
　　这一结果意味着我们周围大量的物质形成时间比预期的要晚。要理解对撞机实验的结果，科学家必须忽略后期反应中形成的粒子。
　　只有亚原子汤中形成的粒子才能揭示宇宙的早期状况。这项新计算表明，测量到的反应中形成的粒子数量远高于预期。
　　20 世纪 90 年代，物理学家意识到，在宇宙形成初期之后的后期反应中，会大量形成某些粒子。D 介子可以相互作用形成一种稀有粒子——粲偶素。
　　科学家们对这一效应的重要性缺乏共识。由于粲偶素很稀有，因此很难测量。不过，最近的实验提供了有关对撞机产生多少粲偶素和 D 介子的数据。
　　耶鲁大学和杜克大学的物理学家利用新数据计算了这种效应的强度。结果发现，这种效应比预期的要显著得多。所测量的粲偶素中，超过 70% 可以在反应中形成。
　　随着亚原子粒子的热汤冷却，它会膨胀成一个火球。这一切发生的时间还不到光穿过原子所需时间的百分之一。由于速度太快，科学家们不确定火球究竟是如何膨胀的。
　　新的计算表明，科学家并不需要知道这种膨胀的细节。无论如何，碰撞都会产生大量的粲偶素。新结果使科学家距离理解物质的起源又近了一步。

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