近日，欧洲科学家团队利用大型强子对撞机（LHC）以99.9999991%的光速将铅粒子碰撞在一起，创造出了宇宙大爆炸后出现的第一种物质。
　　从这次碰撞中产生的原始物质被称为“夸克-胶子等离子体”（quark- gluon plasma，简 称QGP），其存在只持续了一瞬间。不过，这是科学家第一次探测到这种等离子体的似液态特征——流动阻力小于其他任何已知的物质——并揭示了其在宇宙诞生瞬间的演变。
　　这项研究向我们展示了夸克-胶子等离子体的演化，并可能揭示了宇宙在大爆炸后的第一个微秒（0.000001秒）内是如何演化的。
　　在大爆炸之后，人们认为宇宙就像一锅“能量汤”，然后在一段称为“暴胀”的时期内迅速膨胀，从而使宇宙冷却下来，足以形成物质。科学家认为，宇宙中出现的第一种实体是夸克和胶子，前者是一种基本粒子，后者则承载着将夸克粘在一起的强大力量。随着宇宙进一步冷却，这些粒子形成了亚原子粒子，称为强子（参与强相互作用的基本粒子），其中一些就是我们所知的质子和中子。
　　早在2000年，科学家就首次创造出了夸克-胶子等离子体，但在新研究中，他们第一次对该物质的液态性质进行了详细探测。由于夸克-胶子等离子体的存在只持续了10的负23次方秒，因此研究人员使用新的计算机模拟程序，以及从ALICE（A Large Ion ColliderExperiment，即大型离子对撞机实验）中收集到的数据，希望了解该物质的性质及其在形成至凝聚成强子的过程中如何变化。他们发现，夸克-胶子等离子体是一种完美的液体，即它几乎没有黏性或流动阻力；另一方面，这种物质随时间改变形状的方式也与其他形式的物质非常不同。
　　这些信息将帮助科学家了解宇宙在大爆炸后的最初阶段是什么样子的。随着大型强子对撞机的升级，以及美国一个价值10亿美元的新加速器上线，科学家希望在未来的实验中发现更多细节。更多的研究将帮助科学家了解夸克和胶子如何排列成质子和中子，并且“可能与大爆炸模型中名为量子暴胀的早期阶段有关”。
　　什么是夸克-胶子等离子体？
　　夸克是组成物质的最小单元，而胶子是夸克间作用的传递介质，就如同光子之于电磁作用。但奇怪的是，科学家并未在自然界中观察到独立的单个夸克，换言之，夸克在常态下是禁闭的。理论物理学家认为，在宇宙大爆炸的最初期，由于物质密度和温度极高，导致夸克禁闭被打开，使其能自由地在大尺度内运动。这是一种全新的物质形态，即夸克-胶子等离子体，大量存在于大爆炸初期。描述这种夸克/胶子间的强相互作用的理论便是量子色动力学（Quantum Chromodynamics，简称QCD）。

（姚 旺）