宇宙中最強(qiáng)的磁場(chǎng)可能就在地球上

在宇宙中有些地方，物質(zhì)變得如此瘋狂扭曲，以至于磁力發(fā)展成一種難以想象的力量。這些高動(dòng)態(tài)中子星的引力壓實(shí)核心被稱為磁星，將磁場(chǎng)集中到強(qiáng)度約為 100 萬(wàn)億高斯.

然而，在地球上可能存在一些區(qū)域，那里的磁力微小，其強(qiáng)度甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這些宇宙怪物。

美國(guó)能源部（DOE）布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)（RHIC）對(duì)粒子相互作用的分析發(fā)現(xiàn)，通過(guò)碰撞各種重離子的原子核而脫落的物質(zhì)噴霧上印有破紀(jì)錄的磁場(chǎng)痕跡。

通過(guò)測(cè)量更小的彈片夸克和膠子由于偏心碰撞而釋放的粒子，物理學(xué)家已經(jīng)深入了解了原子內(nèi)部深處的力。

“這是磁場(chǎng)如何與夸克-膠子等離子體（QGP）相互作用的首次測(cè)量，”說(shuō)Diyu Shen，美國(guó)能源部RHIC（STAR）螺線管跟蹤器合作的物理學(xué)家。

夸克是基本粒子，在量子暴風(fēng)雪中忽明忽暗，它們的相互作用由短暫存在的膠子粒子控制，這些膠子粒子結(jié)合夸克和反夸克風(fēng)暴進(jìn)入構(gòu)成所有原子的質(zhì)子和中子。

了解夸克和反夸克在核粒子內(nèi)部短暫的生命周期中是如何躲避和俯沖的，有助于物理學(xué)家更好地理解物質(zhì)從頭開始的構(gòu)造，但原子中心的空間不適合膽小的人。

雖然從理論上講，可以使用稱為手性磁效應(yīng)，在實(shí)踐中，暴露的夸克和膠子霧中的電磁場(chǎng)壽命太短而無(wú)法看到，會(huì)迅速屈服于競(jìng)爭(zhēng)電流的流動(dòng)。

物理學(xué)家認(rèn)為可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方便的磁場(chǎng)的一種情況是重原子核之間的碰撞，這些原子核并不完全位于中心。

通過(guò)相互夾擊，大質(zhì)量束內(nèi)的質(zhì)子將在帶電漩渦中螺旋狀發(fā)送，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的磁性渦流——如此強(qiáng)大，它們可以提供比地震更多的高斯中子星.

“那些快速移動(dòng)的正電荷應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常強(qiáng)的磁場(chǎng)，預(yù)計(jì)為10¹⁸高斯，”說(shuō)STAR物理學(xué)家王剛。

“這可能是我們宇宙中最強(qiáng)的磁場(chǎng)。

這將使這些閃光的磁性比最強(qiáng)大的磁星強(qiáng)10,000倍，比典型的冰箱磁鐵的100高斯強(qiáng)10萬(wàn)億倍。

磁星可以在哪里制造他們的磁性漩渦在數(shù)萬(wàn)年的時(shí)間里，這些質(zhì)子感應(yīng)的磁性爆發(fā)將持續(xù)十億分之一秒的千萬(wàn)分之一秒，這使得任何對(duì)磁場(chǎng)本身的一瞥都變得不可能。

然而，它的存在仍然會(huì)被碰撞釋放的帶電夸克所感覺到。

通過(guò)將金核以不同的能量相互投擲，以及釕和鋯的相互碰撞，研究人員能夠篩選殘余物并確定粒子所采取的路徑，這些路徑表明磁場(chǎng)的存在。

知道了這一點(diǎn)，他們就可以測(cè)量粒子的分布，從而提供有關(guān)夸克-膠子等離子體電導(dǎo)率的重要細(xì)節(jié)。

“我們可以從對(duì)集體運(yùn)動(dòng)的測(cè)量中推斷出電導(dǎo)率的值，”說(shuō)沈。

“粒子偏轉(zhuǎn)的程度直接關(guān)系到電磁場(chǎng)的強(qiáng)度和QGP的電導(dǎo)率，以前沒有人測(cè)量過(guò)QGP的電導(dǎo)率。

這項(xiàng)研究發(fā)表在物理評(píng)論 X.

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