欧洲粒子加速器产生世界上“最完美的液体”

欧洲粒子加速器产生世界上“最完美的液体”2012年01月19日07:07腾讯科技Everett/编译我要评论(6)字号：T|T[导读]维也纳科技大学物理科学家使用粒子加速器对撞出“世界上最完美的液体”，新的方程预示了关于液态粘度下限临界值或将被修改。腾讯科技讯（Everett/编译）据国外媒体报道，维也纳科技大学的研究人员使用欧洲核子研究中心大型强子对撞机将重离子在粒子加速器中发生对撞，产生极端高温的夸克-胶子-等离子体，其被认为是世界上“最完美的液体”。在此之前，各种理论对定义液态下限的粘度临界值进行限定，但研究人员最近的实验结果表明此临界值应该被打破，不仅诞生了“最完美的液体”，而且它甚至还将更完美的。仿真夸克-胶子-等离子体图像怎样的液态才算得上是液体呢？这个问题一直是维也纳科技大学物理学家们所努力的方向。世界上“最完美的液体”并不像水那样，而是由重离子在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中碰撞产生的。最新的实验发现这些夸克胶子等离子体组成的物质比此前理论上的预言显示出更小的粘性。相关结果已经刊登在《物理论快报》上。世界上有种物质具有高粘稠性（可想象为蜂蜜），内部存在剧烈的摩擦。在量子效应的作用下，粘性降低，比如超流体氦就可以表现出极低的粘度，量子液体在低于某一临界温度时，就会产生超流态。在2004年，理论物理学家宣传量子理论为液体的粘度设置的下限。在弦理论的应用方法中，粘度与熵密度最低的理论比值为ħ/4π（h为普朗克常量）。但是，超流体的比值甚至高于这个阈值。在2005年，测量结果显示夸克胶子等离子体形成的物质粘度刚好超过这一临界值。来自维也纳科技大学的理论物理研究所科学家多米尼克（DominikSteineder）认为：关于最低粘度临界值还将会被打破。然而，夸克胶子等离子体的粘度并不能直接进行用公式计算得出。由于该物质的行为极为复杂，所采用的方法也必然非常繁琐。据研究人员安东（AntonRebhan）介绍：使用弦理论，夸克胶子等离子体的量子场论涉及到高维时空的黑洞物理学，因此，我们解决这个问题得由弦理论出发，并将相关结果进行转换，使之能符合夸克胶子等离子体的物理学模型。这种方法与之前我们建立的计算粘度下限的方式非常类似，但是在这些计算中等离子体被假定为是对称和各向同性的。事实上，粒子加速器中碰撞产生的等离子体在开始时并不是各向同性的。粒子沿着相同方向被加速并发生碰撞，所产生的等离子体会出现不同的属性，这取决于我们观测的方向。因此，正是由于此前理论上存在的不足，维也纳科技大学的物理学家找到了解决这个问题的新方程，包括了各向异性的计算条件，这也使得过去对粘度的限制在这个新模型下被打破。物理学家多米尼克认为“粘度取决于若干个物理参数，从当前新的实验结果和新方程看，对液态粘度的下限值应该更小。另外，欧洲核子研究中心将为新的液态粘度理论预测值提供实验机会。