LHC在氧原子核碰撞中发现原初等离子体迹象——ScienceDaily

大型强子对撞机的四个主要实验合作组——ALICE、ATLAS、CMS和LHCb——均报告称，在氧原子核和氖原子核碰撞期间发现了夸克-胶子等离子体形成的迹象。正如ScienceDaily报道的那样，结果表明，这种物质状态——物理学家认为它存在于大爆炸后的最初几微秒——可能不仅会在包括铅在内的重原子核碰撞中产生。

粒子能量损失

夸克-胶子等离子体在极高温度和压力下形成：在这种条件下，质子和中子失去其通常的结构，而夸克和胶子处于更自由的状态。等离子体的关键指标之一，是夸克和胶子穿过炽热而稠密的介质时发生的能量损失。

ATLAS合作组在研究氧-氧和氖-氖碰撞中的粒子喷注对时记录到了这种效应。在喷注对的能量中发现了差异，这与粒子在碰撞后产生的物质中损失能量相一致。该效应在中心碰撞，即最正面的原子核碰撞中更强。

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来自ALICE、CMS和LHCb的额外信号

CMS发现，与质子-质子碰撞相比，氧原子核和氖原子核碰撞中带电粒子的产生受到抑制。LHCb报告称，在涉及较重氖原子核的碰撞中，含有粲夸克的粒子产生受到的抑制更为明显，这符合等离子体体积更大的预期。

同时，仅凭粒子数量减少并不能证明存在能量损失。ALICE比较了氧-氧碰撞和质子-氧碰撞中中性π介子的产生，并获得了氧碰撞中部分子能量损失的明确证据。CMS和LHCb也报告了重夸克束缚态出现不同抑制的迹象，而ALICE则报告了重子和介子各向异性流的差异。

研究人员继续分析较轻原子核碰撞的数据。CERN同时正将加速器升级为高亮度大型强子对撞机，这预计将增加用于研究夸克-胶子等离子体性质的数据量。