重现宇宙大爆炸后的百万分之一秒

在宇宙大爆炸后的百万分之一秒，宇宙是如此的密集和炙热，以至于组成质子、中子和其他强子的夸克和胶子自由地存在于所谓的夸克胶子等离子体中。大型强子对撞机(LHC)ALICE实验可以在铅重离子束的高能碰撞中重现这种等离子体。然而，爱丽丝以及任何其他可以重建等离子体的碰撞实验，都不能直接观察到这种物质状态，等离子体的存在和性质只能从它在碰撞产生的粒子上留下的特征来推断。

在正在进行的欧洲物理学会高能物理会议上发表的一篇新研究中，ALICE协作组报告了对铅-铅大型强子对撞机中产生upsilon粒子椭圆流的首次测量。upsilon是一种底离子粒子，由底夸克(通常也称为美)和反低夸克组成。巴顿顿和charm-夸克对偶物charmonium粒子是夸克胶子等离子体的优秀探针。是在重离子碰撞初始阶段产生的，因此经历了等离子体的整个演化过程，从产生等离子体的那一刻到冷却下来并让位于形成强子状态。

夸克胶子等离子体形成的一个迹象是：所产生粒子的集体运动或流动。这种流动是碰撞后热等离子体膨胀所产生，其大小取决于几个因素，包括：粒子类型和质量；碰撞有多中心，或者说“迎面”和粒子与碰撞线成直角的动量。有一种流叫做椭圆流，它是由非中心碰撞的初始椭圆形状引起。

在新研究中，ALICE团队通过观察电子转化成的介子对(电子的较重的表亲)来确定upsilon的椭圆流，或者说是“衰变”。发现，在动量和碰撞中心的范围内，upsilon椭圆流的大小很小，这使得upsilon成为第一个没有明显椭圆流的强子。

这一结果与之前的预测相一致，即在与等离子体相互作用的早期阶段，upsilon基本上被分解成组成它们的夸克，并且它们为使用ALICE升级探测器的数据进行更高精度测量铺平了道路，该探测器将能够记录十倍以上的upsilon。这样的数据也应该有助于解释J/psi流的奇特情况。这种较轻的charmonium粒子有较大的流量，在被等离子体分裂后会重新形成。

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