充满早期宇宙的夸克 - 胶子等离子体的秘密正在由欧洲核子研究中心的ALICE合作解开，首次测量底部颗粒的流动。

充满早期宇宙的夸克 - 胶子等离子体由ALICE调查（作者集合）充满早期宇宙的夸克 - 胶子等离子体由ALICE调查（作者集合） 

在欧洲物理学会高能物理会议上发表的一篇论文中，“大型离子对撞机实验”（ALICE）合作记录了首次测量重介子粒子 - 底flow的流动。

测量颗粒如底鎓 - 一种'upilon'颗粒 - 有助于研究人员了解填充热，密集早期宇宙的夸克 - 胶子等离子体（QGP）stylechina.com。 

通过观察由底部衰变产生的“重电子” - 称为μ介子，研究小组发现，底部颗粒具有较小的椭圆流量值 - 衡量从光束线观察时均匀能量和动量如何分布在颗粒上。 

这是非常意外的，因为到目前为止所研究的所有其他强子已经表现出显着的椭圆流动。 

伯明翰大学高能物理教授大卫埃文斯领导英国参与ALICE。

他说：“ALICE中的椭圆流量测量表明，夸克 - 胶子等离子体像一种几乎完美的液体一样流动，轻夸克（上，下，奇怪和魅力）随系统流动。”

“对于底鎓没有看到明显的椭圆流动，这一事实表明，在QGP形成之前，b-夸克仅在铅离子的初始碰撞中产生。”

ALICE团队的结果似乎支持现有的理论，即在与等离子体相互作用的早期阶段，bottonium和其他upilon粒子分裂成它们的成分。

这使得研究人员能够更好地了解宇宙早期的条件，当时它充满了由自由夸克和胶子组成的等离子体。 

埃文斯继续说道：“这使得b夸克（以及由b夸克组成的粒子）成为研究QGP的理想探测器，因为它们经历了系统的整个演变。”

Bottomonium粒子 - 在宇宙的黎明探测Quark-Gluon等离子体

通过“粒子动物园”来探索这些底部颗粒实际上是什么，有助于我们了解它们在ALICE实验中的作用。 

Bottonium是一种重介子 - 粒子，由夸克和它自己的反粒子组成。在底部的情况下，底部（或美夸克） - b夸克 - 和它的反粒子对应物。

这些亚原子粒子非常不稳定，短时间存在，并且在衰变成其他粒子之前仅在高能量下存在。当底部衰变时，它会留下一对称为μ子的“重电子”。 

通过重铅酸离子的剧烈碰撞在大型强子对撞机中形成的柱状颗粒 - 提供了极好的探针 - 夸克 - 胶子等离子体，它在大爆炸后仅仅百万分之几秒就充满了宇宙。 

在碰撞事件中如此早期生产意味着底部颗粒“经历”等离子体的整个演化 - 从产生的那一刻到它冷却下来并进入强子可以形成的状态。

在宇宙演化的极早期阶段，这是历史上唯一一次夸克和胶子在等离子体中自由存在而不是在质子，中子和其他强子中称为“限制”的状态下结合在一起。

这些粒子只能存在于这种自由状态，因为此时宇宙中的热量令人难以置信。在我们这个时代，夸克和胶子永远不会被视为自由粒子。

因此，重建这些巨大的温度需要巨大的能量。目前，大型强子对撞机（LHC）是地球上唯一能够做到这一点的装置，LHC中的碰撞能够产生比太阳高10万倍的温度。 

在这些温度下，质子和中子“融化”，使夸克和胶子从约束中释放出来，从而产生夸克 - 胶子等离子体，并使它们形成短暂的，不稳定的颗粒，如bottonium。 

爱丽丝：碰撞女王

ALICE合作 - 由1000多名科学家组成，他们操作一个埋在阿尔卑斯山下56米的10千吨，16米高的探测器 - 通过将铅离子束撞在一起而不是其他用途的质子 - 质子碰撞来实现这一高能量的壮举。 LHC实验。 

由于铅 - 铅碰撞，upilon粒子（另一种类型的介子）衰变为μ子对。红线跟踪两个μ子，橙色线跟踪产生的其他粒子（CERN）

碰撞铅离子的好处是，正如ALICE想要制造夸克 - 胶子等离子体一样，它可用的夸克越多，观察重要事物的机会就越大。 

单个质子和中子各含有三个夸克，但由于铅离子含有至少56个质子和至少204个中子，这使得团队得到了更多的夸克。 

然后ALICE在膨胀和冷却时测量这种等离子体，但它仍然无法测量直接产生的颗粒 - 而是从衰变产生的μ对上的特征中推断出QGP的存在和性质。 

其中一个特征是椭圆流 - 产生的粒子的集体运动由几个因素决定，如粒子类型，质量，粒子相遇的角度以及它们碰撞时的动量 - 这是团队测量的。在铅离子碰撞之后，通过热等离子体的膨胀产生流动。

升级ALICE：更多碰撞。更多夸克。更多结果

对于ALICE探索早期宇宙及其条件的使命，最有希望的事实是，即将进行的高亮度升级只会产生更多数据供研究人员调查。

ALICE实验即将重振（CERN）

升级 - 欧洲核子研究中心希望在2021年开始运作 - 旨在将大型强子对撞机的发光度提高10倍。如参考粒子加速器所述，亮度与发生的碰撞次数成正比。因此，增加亮度也意味着增加碰撞的数量。

作为此次升级有用的一个例子，虽然LHC在2017年生产了300万希格斯玻色子粒子，但高亮度LHC预计每年可生产1500万个。

除了高亮度升级 - 2018年开始的工作 - ALICE还将进行其他一些升级和改进。由于这些改进，ALICE团队预计总体增益将达到当前结果的100倍。

埃文斯说：“随着统计数据的大幅增加和ALICE的新内探测器，我们将能够以更高的精度测量由b夸克制成的粒子。”

因此，这个实验很有可能显着提高我们对夸克 - 胶子等离子体和早期宇宙条件的认识，这些新的底鎓结果指明了方向。

埃文斯得出结论：“[升级]使我们能够更详细地探索QGP的属性，从而更多地了解早期宇宙的演化。”