莱泼正负电子对撞机通过高能粒子碰撞,重现宇宙诞生初期的高温高密状态,帮助科学家探索物质起源。
莱泼正负电子对撞机(LEP)通过加速正负电子至接近光速并使其碰撞,产生极端能量环境。这种环境与宇宙大爆炸后百万分之一秒内的条件相似,具体对比如下:
参数 | 宇宙大爆炸初期 | 对撞机实验环境 |
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温度 | 约10^15摄氏度 | 等效温度达10^12摄氏度 |
能量密度 | 极高,物质呈等离子态 | 局部能量密度接近理论值 |
时间尺度 | 10^-12秒内 | 碰撞过程持续10^-22秒级别 |
高能粒子加速
正负电子在环形轨道中被电磁场加速至接近光速,积累的能量在碰撞瞬间释放,形成微型“能量火球”。
物质状态复现
碰撞产生的夸克-胶子等离子体与大爆炸后约1微秒的宇宙形态一致,此时基本粒子尚未结合成质子和中子。
数据捕捉与分析
探测器记录碰撞产生的次级粒子轨迹,通过重建能量分布与运动模式,推断早期宇宙物质演化规律。