纽约的"大爆炸机器"通过关键初步测试

sPHENIX是新一代粒子探测器，旨在探索宇宙早期神秘而稠密的形态。

我们对大爆炸后最初几微秒的了解甚少。现有理论大多仍需要反复验证其科学合理性。这项研究过程有时看似繁琐，但长岛研究团队的新突破将推动人类探索宇宙起源的进程。

在《高能物理杂志》最新论文中，sPHENIX合作组的研究人员宣布，该探测器以出色表现通过"标准烛光"测试，成功捕捉并测量了以近光速对撞的金离子能量水平。

这座重达千吨、高约两层的sPHENIX探测器配备高性能摄像头，每秒可捕捉并测量15,000次粒子碰撞。它是布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机（RHIC）中已退役的PHENIX探测器的升级版，这项升级计划备受学界期待。

麻省理工学院物理学家、sPHENIX合作组成员冈瑟·罗兰向媒体表示："这表明探测器运行符合预期。就像耗费十年建造的太空望远镜首次成功拍摄 —— 虽然未必能立即发现全新现象，但证明其已具备开展前沿科研的能力。"

早期宇宙的混沌状态

夸克和胶子是构成质子与中子的基本粒子。通常这两种粒子难以分离，除非处于极端高温高压环境 —— 比如大爆炸后最初几微秒的宇宙形态。

在此条件下，夸克和胶子会以稠密等离子体形式单独存在，即夸克-胶子等离子体（QGP）。RHIC通过让粒子反向加速对撞来复现这种状态。当部分粒子相互撞击时，会释放巨大能量，在10的21次方分之一秒的瞬间形成QGP。

"人类永远无法直接观测QGP本身，只能通过其衰变产生的粒子间接研究。"罗兰解释道，"sPHENIX的任务就是通过测量这些粒子来重建QGP的特性，尽管这种物质状态转瞬即逝。"

"大爆炸机器"的未来

成功通过测试为探测器前景带来积极信号。但研究团队表示还需进行更多质量检测。研究人员称sPHENIX如同"巨型3D相机"，能追踪单次碰撞产生粒子的数量、能量和路径。

"相比25年前启用的RHIC，sPHENIX运用探测器技术的最新进展，实现了极限速率的数据采集。"麻省理工学院博士后、sPHENIX合作组成员卡梅伦·迪恩补充道，"这将使我们首次能够探测极其罕见的物理过程。"

颇具戏剧性的是，正是这些卓越性能使得sPHENIX需要频繁维护。但研究人员对发展前景充满信心。目前sPHENIX正忙于采集RHIC第25次也是最后一次运行的数据，此后对撞机将由其继任者 —— 电子离子对撞机接替工作。

"sPHENIX的探索之旅才刚刚开始。"迪恩表示。

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