婴儿宇宙是些团块
最后介绍的这个大型强子对撞机(LHC)实验小组就是非凡的大型离子撞击实验(ALICE)。“ALICE”是“A Large Ion Collider Experiment”的缩写,但是别因为这个名字普通就小看了它,在它里面发生的事可谓是伟大事件。大型强子对撞机(LHC)的另外三个实验超环面仪器(ATLAS)、紧凑渺子线圈(CMS)和大型强子对撞机(LHCb)都是设计来研究质子对撞的,而大型离子撞击实验(ALICE)要做的事情非常不同:将它所能捕捉的最大离子——事实上是铅离子——加速到相对论等级的速度然后让它们进行对撞,尝试重新再创造出大爆炸之后几分之一秒内的物质形态。
让我们回到夸克和胶子尚未固体化为我们熟悉的重子,比如质子、中子和介子等重子之前的时期,当时它们以气态存在着,物理学家称这种状态为夸克―胶子等离子体。据欧洲核子研究理事会(CERN)的物理学家计算,在高能铅离子相撞之后,会有一团这种状态的东西形成,其温度会是太阳温度的近十万倍。研究这团气体有助于我们了解粒子物理学中的各种问题,同时也能给我们不少关于宇宙物理学的暗示,因为它在很多方面跟婴儿期宇宙非常像。
宇宙论的一个发烧议题就是,为什么物质都会聚集在一起,形成大型的块状,进而形成像恒星和星系等大结构的物质。若没有其他因素介入的话,你可能会认为,在宇宙扩张的过程中,物质应该会均匀地向外散开,随着宇宙的扩展,每一个粒子都会离其他粒子越来越远才对。不用说你也知道,这肯定没有发生:婴儿宇宙肯定含有团块,而大型离子撞击实验(ALICE)所得到的夸克―胶子等离子体中就可能蕴藏着这些团块形成的秘密。