夸克-膠子漿

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夸克-膠子漿成形於兩束相對論性加速的黃金離子對撞點，此對撞點位於STAR偵測器的中心；偵測器設於美國布魯克哈芬國家實驗室的相對論性重離子對撞機。

夸克-膠子漿（英語：quark-gluon plasma，简称QGP）是一種量子色動力學下的相態，所處環境為極高溫與極高密度。據信這種狀態存在於大霹靂宇宙誕生後的最初20或30微秒。歐洲核子研究中心（CERN）所屬的超級質子同步加速器的實驗首先嘗試創造出QGP，時間大約是1980年代與1990年代，而且可能已達成部分的成就。目前，布魯克哈芬國家實驗室的相對論性重離子對撞機（Relativistic Heavy Ion Collider，简称RHIC）的實驗正接續這項工作^[1]。CERN的新型實驗——大型離子對撞實驗（A Large Ion Collider Experiment，简称ALICE）^[2]馬上（約在2007至2008年）會在大型强子對撞機（Large Hadron Collider，简称LHC）展開。

[编辑] 基本介紹

夸克-膠子漿顧名思義含有夸克與膠子，如同普通（強子）物質。這兩種QCD的相態不同處在於：普通物質裡，夸克要不是與反夸克成雙成對而構成介子，或與另兩個夸克構成重子（例如質子與中子）。在QGP，相對地，這些介子與強子失去了身分，而成為更大一坨的夸克與膠子^[3]。在普通物質，夸克是呈現色約束的；在QGP，夸克則不受約束。

[编辑] 為什麼這是種粒子漿態？

電漿是一種物質，其中電荷因為其他移動的電荷存在而被屏蔽；換句話說，庫倫定律需被修改來產生一項和距離相依的電荷。在QGP中則是夸克與膠子的色荷被屏蔽。QGP則成為普通漿體（電漿）的類比。此外尚有些不相似之處，肇因於色荷是非阿貝爾式的（non-Abelian），而電荷是阿貝爾式的。

[编辑] 怎樣做理論方面的研究？

这个差异的一个结果为色荷太大以致於無法進行微擾計算，而微擾計算卻是量子電動力學（Quantum electrodynamics，简称QED）的支柱。因此，探索QGP理論的主要理論工具是晶格規範理論（lattice gauge theory）以及AdS/CFT對應。大約是170MeV的轉換溫度（transition temperature）首先為晶格規範理論所預測。自此，晶格規範理論也被用來預測這類物質的其他性質。

[编辑] 怎樣在實驗室創造出來？

QGP可以在一個170電子伏特的溫度（能量級數，請注意此能量并不是粒子束撞擊所釋出的能量）。此情況可以在實驗室中以撞击兩個大型原子核達到如此高的能量。在CERN——歐洲核子研究中心和BNL——布鲁克海文国家实验室利用金和鉛的原子核進行以上的撞擊實驗。

[编辑] 怎樣和物理主軸接軌？

量子色動力學（QCD）是標準模型理論的一部分，此理論和電弱交亙作用和中微子有關。在現時，量子電動力學和電弱交亙作用以經備人測試和證實了。

[编辑] 預期的特徵

[编辑] 實驗狀況

若想了解更多細節，請參見RHIC實驗網頁[1]。

[编辑] 相關條目

[编辑] 新聞

2005年 4月，夸克物質的成形已獲試驗性地證實，實驗結果是由布魯克哈芬國家實驗室的相對論性重離子對撞機（RHIC）獲得。四个RHIC研究小组都造出夸克-膠子液體，帶有相當低的黏滯性。然而，与一般的假设相违背，，QCD「漿體」尤其是接近於轉換溫度，究竟是該表現得像氣體或者液體，從理論上則不得而知。

[编辑] 注释

[编辑] 文獻與外部連結

（正体中文）科學人2006年6月號--再造大霹靂那瞬間
（英文）相對論性重離子對撞機(RHIC)於布魯克哈芬國家實驗室
（英文）Alice實驗於CERN
（英文）The Indian Lattice Gauge Theory Initiative
（英文）夸克物質評論：2004年理論, 2004年實驗
（英文）Lattice reviews: 2003, 2005
（英文）BBC article mentioning Brookhaven results
（英文）Physics News Update article on the quark-gluon liquid, with links to preprints

物質狀態
固態 · 非晶形固體 · 液態 · 氣態 · 等离子态 · 超臨界流體 · 超流体 · 超固體 · 簡併態物質 · 夸克-膠子漿 · 费米子凝聚态 · 玻色-愛因斯坦凝聚態 · 奇異物質

物理学分支

基础理论

研究领域

交叉和应用学科

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分类: 相態 | 夸克 | 等离子体物理学