专家解读

  实验旨在寻找新物质形态

  清华大学物理系教授邝宇平接受记者采访时表示,用“迷你版宇宙大爆炸” 来比喻大型强子对撞机进行的铅离子对撞实验并不十分恰当,实验目的是研究微观世界的相互作用,寻找多粒子系统下有没有新的物质形态。

  邝宇平教授介绍,由于铅很重,铅离子对撞就相当于很重的原子核互相撞击,让其中很多质子、中子这些粒子大量对撞,碰撞的能量很高,形成一个高温下的多粒子系统,“科学家借此研究其中的现象,尤其是量子色动力学的效果”。

  邝教授指出,铅离子对撞实验非模拟宇宙大爆炸,而是创造一种条件,看大爆炸以后可能产生的东西现在能不能发现。更准确地说应该是宇宙大爆炸发生形成粒子以后,稍后一段时间的状况,并非大爆炸的瞬间,和大爆炸的过程及性质都是两码事。媒体如果过度渲染,把它和大爆炸相提并论,不仅不准确,还可能由于误解让普通民众感到恐慌。

  用铅的重离子对撞是欧洲大型强子对撞机的实验内容之一,今年上半年是用质子对质子对撞的实验,做了10个月,从11月、12月到明年1月是铅离子对撞,之后再回到质子对撞。实际上质子对撞是实验的主体,铅离子对撞是整体实验的一部分,并非实验内容的升级。

    邝宇平教授介绍说,量子色动力学就是有关强相互作用力的理论,研究质子、中子里更基本东西是如何结合起来的,在更微观层面研究它们的内部结构。虽然在上世纪70年代初科学家就已经知道这是什么力了,但是对于其了解有限,尤其是在作用强的情况下,强相互作用力有什么特殊作用,还在摸索阶段。现在的强子对撞机则实现了多粒子系统下研究它的条件。

  名词解释

  强相互作用力(Strong Force)

    通过研究更多地了解强相互作用力(Strong Force)是实验一大目的。

  自然界中有四种基本的相互作用力:强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、万有引力。目前科学家对强相互作用力的了解最少。科学家最先认识到,质子、中子间的核力正是强相互作用力,但质子和中子并不是最基础的粒子。它们由夸克构成,束缚夸克的也是强相互作用力。更重要的是,强相互作用力产生了质子和中子质量的98%,其余2%来自夸克本身。

  这意味着,包括你我在内的所有由原子组成的物质,98%的质量都来自强相互作用力。                                          

                                                  本版采写/本报记者谢来

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