在歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)里，發(fā)生了件讓物理學(xué)家困惑多年的事。

比太陽(yáng)核心溫度還高十萬(wàn)倍的環(huán)境下，本應(yīng)瞬間分崩離析的氘核，居然和它的反物質(zhì)孿生體頑強(qiáng)存在著。

這事兒放在以前，誰(shuí)都沒(méi)法解釋這看似矛盾的現(xiàn)象，直到慕尼黑工業(yè)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的ALICE實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表了最新研究，謎底才算被揭開(kāi)。

本來(lái)想當(dāng)然以為，這些脆弱的氘核是在碰撞產(chǎn)生的初始火球里僥幸活下來(lái)的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)完全不是這么回事。

研究證實(shí)，它們是在混沌消退、溫度降低之后，通過(guò)一種之前沒(méi)被發(fā)現(xiàn)的機(jī)制重新形成的。

這個(gè)結(jié)論打破了學(xué)界多年的固有認(rèn)知。

要知道，在如此極端的高溫環(huán)境下，粒子的存在狀態(tài)本就難以捉摸，更別說(shuō)這種靠微弱核力維系的脆弱原子核了。

ALICE實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)通過(guò)測(cè)量氘核與π介子之間的動(dòng)量關(guān)聯(lián)，驗(yàn)證了這個(gè)全新的形成機(jī)制。

π介子在這個(gè)過(guò)程里還挺關(guān)鍵，起到了類似“催化劑”的作用，帶走多余能量讓核子融合得以順利進(jìn)行。

解開(kāi)這個(gè)謎題的關(guān)鍵，藏在一類極短壽命的高能粒子態(tài)里。

當(dāng)質(zhì)子在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中以接近光速相互撞擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量共振粒子。

這些粒子存在時(shí)間短到難以想象，只有10的負(fù)23次方秒左右，隨即就會(huì)衰變，釋放出質(zhì)子和中子。

如此看來(lái)，時(shí)機(jī)在這里起到了決定性作用。

這些核子被釋放時(shí)，碰撞產(chǎn)生的火球已經(jīng)冷卻到足夠程度，剛好能讓質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核，而不是被高溫立刻撕裂。

ALICE探測(cè)器的強(qiáng)大能力在這個(gè)過(guò)程中功不可沒(méi)，作為大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上四個(gè)主要實(shí)驗(yàn)之一，它就像一臺(tái)巨型相機(jī)，能追蹤并重建單次碰撞中產(chǎn)生的多達(dá)兩千個(gè)粒子，精準(zhǔn)測(cè)量它們的動(dòng)量、電荷和相互作用。

要是沒(méi)有這種超高分辨率，根本捕捉不到氘核和π介子關(guān)聯(lián)這樣的微妙信號(hào)。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)可不只是解決了一個(gè)粒子物理學(xué)界的難題那么簡(jiǎn)單。

它還為解讀宇宙射線信號(hào)和尋找暗物質(zhì)線索提供了新工具。

宇宙中也會(huì)形成輕原子核，比如在宇宙射線相互作用過(guò)程中，有了這個(gè)新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家就能改進(jìn)輕核形成模型，更可靠地分析宇宙數(shù)據(jù)。

更重要的是，它揭示了強(qiáng)相互作用在極端條件下的行為方式。

強(qiáng)相互作用是把質(zhì)子和中子束縛在原子核中的基本力，四種基本力里它最為復(fù)雜難解。

在不同能量尺度和密度條件下，它的表現(xiàn)形式截然不同。

這次的發(fā)現(xiàn)，為理解這種基本力提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)證據(jù)。這一機(jī)制同樣適用于反氘核。

反物質(zhì)是宇宙最深層的謎題之一，理論認(rèn)為宇宙大爆炸應(yīng)該產(chǎn)生等量的物質(zhì)和反物質(zhì)，但我們觀測(cè)到的宇宙幾乎全是物質(zhì)。

搞清楚反物質(zhì)粒子如何形成，是解答這個(gè)問(wèn)題的重要一步。

而大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是少數(shù)能大量產(chǎn)生反物質(zhì)的地方，ALICE實(shí)驗(yàn)不僅觀測(cè)到反氘核，還發(fā)現(xiàn)了更重的反物質(zhì)原子核。

毫無(wú)疑問(wèn)，這項(xiàng)研究重構(gòu)了碰撞后物質(zhì)演化的精確時(shí)間線，讓我們得以窺見(jiàn)宇宙大爆炸后最初時(shí)刻，物質(zhì)如何從混沌中涌現(xiàn)。

從最小的粒子到最大的結(jié)構(gòu)，物理學(xué)正在編織一張理解宇宙的宏大網(wǎng)絡(luò)。

而這個(gè)氘核形成機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，無(wú)疑讓這張網(wǎng)絡(luò)變得更加完整和可靠，也為后續(xù)的跨學(xué)科研究打開(kāi)了新的大門。