一個新粒子探測器通過了一項關鍵測試,表明它已準備好探測在宇宙大爆炸后立即充滿宇宙的獨特原始“湯”留下的“灰燼”。
sPHENIX 探測器是位于紐約州厄普頓布魯克海文國家實驗室 (RHIC) 環形加速器的最新實驗。RHIC 是世界上第二強大的粒子加速器,僅次于大型強子對撞機 (LHC),它將金等重元素的離子以接近光速的速度撞擊在一起,以創造“夸克-膠子等離子體”,這是一種在大爆炸后短暫存在過的物質狀態。
這種物質狀態僅存在于極高的溫度和密度下,是自由夸克和膠子的“湯”,而夸克和膠子是構成質子的基本粒子。了解夸克-膠子等離子體可以揭示宇宙最初幾微秒的情況,以及這如何讓位于質子和中子——最終,構成當今宇宙的物質。
sPHENIX 通過精確測量當兩個金離子以接近光速的速度撞擊在一起時產生的粒子數量,并通過衡量這些粒子的總能量,通過了這項關鍵測試,證明它已準備好測量夸克-膠子等離子體的特性,在粒子物理學中被稱為“標準燭光”。
在這種情況下,“標準燭光”指的是對一個已確立的常數的測量,該常數可用于評估探測器的精度。 sPHENIX 項目通過測量金離子正面碰撞時產生的帶電粒子數量,以及金離子側面碰撞時產生的粒子數量,通過了這項基準測試。
sPHENIX 發現,正面碰撞中產生的粒子數量是側面碰撞的 10 倍,并且這些粒子的能量是側面碰撞中產生的粒子的 10 倍。