“完美的液体”揭示了大爆炸后年轻宇宙微秒的线索

铅离子的模拟碰撞，巩固了核心的Alice实验。

美国能源部的核科学家伯克利国家实验室对夸克 - 胶质等离子体的关键财产的提取最精确提取，这揭示了这种几乎完美的液体的显微结构。

通过将来自两个高能量加速器的数据组合，核科学家已经精确地测量了异国情调物质的显着性质，称为夸克 - 胶质等离子体。调查结果揭示了超热，“完美液体”的新方面，以便在大爆炸之后微小宇宙的状态给出的线索。

由美国能源部伯克利国家实验室（Berkeley Lab）的研究人员领导的多机构团队称为Jet Conclations，在最近的物理评审问题中发表了他们的成绩C.喷气机协作是主题合作之一在2010年美国爱国公司的核理论中确定。喷气机代表定量喷射和电磁断层扫描，旨在研究用于调查高能，重离子碰撞的探针。该协作目前有12个与伯克利实验室为领先研究所的参与机构。

迄今为止，我们已经制作了最精确的提取到夸克 - 胶质等离子体的关键特性，这揭示了这种几乎完善的液体的微观结构，“核科学司的物理学家说伯克利实验室和管理喷射协作的主要调查员。王先说明的完美液体，具有量子力学允许的最低粘度与密度比，这意味着它们基本上没有摩擦流动。

热等离子体汤

创造和研究Quark-Gluon等离子，核科学家使用纽约布鲁克海彭国家实验室和瑞士核心核武器的Brookhaven国家实验室中称为相对论重离子撞机（RHIC）的粒子加速器。通过将重型原子核加速到高能量并彼此爆破，科学家能够重建早期宇宙的热温条件。

构成碰撞原子核的内部质子和中子是称为夸克的基本颗粒，其被称为胶合的其他基本颗粒紧密地绑在一起。仅在极端条件下，例如温度超过晒太阳的百万倍的碰撞，夸克和胶水将分开，以成为夸克 - 胶质等离子体的超热，无摩擦完美的流体。

“温度如此之高，即不同核之间的边界消失，所以一切都成为夸克和胶水的热血浆汤，”王说。这种超热汤包含在粒子加速器的腔室内，但它短暂地快速冷却和扩展 - 使其成为衡量的挑战。实验主义者已经开发了复杂的工具来克服挑战，但是将实验观察转化为精确的定量了解对夸克 - 胶质等离子体的定量理解一直难以实现，直到现在，他说。

望

在这项新工作中，王的团队提出了一种探讨，它在20年前首先在理论上概述了伯克利实验室的现象研究人员：高能量粒子的能量损失，称为喷射，夸克·戈龙等离子体内部。

“当产生热夸克 - 胶质等离子体时，有时你还会产生这些非常精力充沛的颗粒，能量大于其余的剩余物质的能量，”王说。该喷气机通过等离子体，散流，并在出路上丢失能量。

由于研究人员在生产时知道喷气机的能量，并且可以测量其能量出来，它们可以计算其能量损失，这为血浆的密度和与喷射的相互作用的强度提供了线索。“这就像一个经过身体的X射线，所以你可以看到里面，”王说。

使用射流作为夸克 - 胶质等离子体的X射线的一个难度是夸克 - 胶质等离子体是快速扩大的火球 - 它不静止。“你创造了这个热火火球，因为它很快迅速扩展到普通物质，”王说。他说，制定一种准确形容等离子体的扩展是很重要的。该模型必须依赖于理论的分支，称为相对论流体动力学，其中流体的运动由来自爱因斯坦特殊相对论的理论的方程描述。

在过去几年中，喷气机协作的研究人员已经开发出这样一种模型，可以描述膨胀过程和观察到的超热完美流体的现象。“这使我们能够了解喷气机如何通过这种动态火球传播，”王说

采用该模型用于夸克 - 胶质等离子体膨胀和喷射繁殖，研究人员分析了在LHC的RhIC和Alice和CMS实验中的Phenix和Star实验组合数据，因为每个促进剂在不同的初始温度下产生夸克 - 胶质等离子体。该团队确定了夸克 - 胶质等离子体的一个特殊性，称为喷射运输系数，其特征在于喷射与超热物质之间的相互作用强度。“所确定的喷射运输系数的值可以帮助揭示为什么超热物质是宇宙所看到的最理想的液体，”王说。

Peter Jacobs伯克利实验室的实验组负责人，进行了第一次喷射和流量测量，在RHIC中进行了明星协作，表示新的结果是“作为夸克胶原素等离子体精确性质的窗口非常有价值。通过结合几个理论家和实验主义者的努力，采用近期组织和实验主义者的努力来实现这一方法，展示了如何在未来进行其他精确测量夸克胶质等离子体的特性。“

该团队的下一步是在较低的RARIC能量和更高的LHC能量下分析未来的数据，以了解这些温度如何影响等离子体的行为，特别是普通物质与夸克 - 胶质等离子体的异乎寻常的相变。

这项工作得到了DOE科学办公室，核物理办公室，并利用了位于伯克利实验室的国家能源研究科学中心（NERSC）的设施。

出版物：Karen M. Burke等，“从射流淬火中提取射流输送系数在高能量重离子碰撞中，”物理“。Rev. C 90,014909,2014; DOI：10.1103 / physrevc.90.014909

图像：核心秘密实验