世界上“最完美的液體”

夸克-膠子等離子體的模擬圖

　　據(jù)國外媒體報(bào)道，酷熱的夸克-膠子等離子體（quark-gluon-plasma）是在粒子加速器的重離子碰撞中產(chǎn)生的，被認(rèn)為是世界上“最完美的液體”。以前的理論認(rèn)為“液態(tài)”流體存在限制，維也納科技大學(xué)最近的研究結(jié)果表明，人們能夠打破這個(gè)限制，世界上“最完美的液體”就更完美了。

　　流體如何成為液體？這是維也納科技大學(xué)的粒子物理學(xué)家一直在努力解決的一個(gè)問題?！白钔昝赖囊后w”一點(diǎn)也不像水，而是在歐洲核子研究中心（CERN）大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)重離子碰撞中產(chǎn)生的酷熱的夸克-膠子等離子體。維也納科技大學(xué)新的理論研究結(jié)果表明這種夸克-膠子等離子體甚至可能比以前的理論認(rèn)為的粘性更少。該研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　高粘度液體（如蜂蜜）很濃，有很強(qiáng)的粘性，而量子液體，如超流體氦，可以表現(xiàn)出極低的粘性。理論家在2004年聲稱，量子理論為流體的粘性提供了一個(gè)下限。來自弦理論的應(yīng)用方法，熵密度最低的粘度比率預(yù)計(jì)為h/4π（普朗克常數(shù)h），甚至超流體氦遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)臨界值。在2005年，測(cè)量結(jié)果表明，夸克-膠子等離子體粘度剛剛超過此界限。維也納科技大學(xué)理論物理研究所的杜米尼克斯登尼德（Dominik Steineder）稱，這種低粘度的記錄仍然可以被打破。他與教授安東 瑞伯韓（Anton Rebhan）合作獲得這一顯著的成果。

　　一個(gè)夸克-膠子等離子體的粘度不能直接計(jì)算出。它的行為如此復(fù)雜，因此不得不利用非常復(fù)雜的方法，安東瑞伯韓說：“使用弦理論，夸克-膠子等離子體的量子場(chǎng)論可與高維黑洞的物理現(xiàn)象有關(guān)，所以我們正在利用弦理論解方程，然后把結(jié)果轉(zhuǎn)移到夸克- 膠子等離子體物理?！?以前建立的粘度下限以一個(gè)非常類似的的方式計(jì)算，然而，在這些計(jì)算中，等離子體被模式化為對(duì)稱的、各向同性的。安東瑞伯韓說：“事實(shí)上，由粒子加速器中的碰撞產(chǎn)生的等離子體在開始不是各向同性的。這些粒子加速，并沿著一個(gè)特定方向相撞，因此產(chǎn)生的等離子體顯示不同的特性。

　　維也納科技大學(xué)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種方法，可在他們的方程中包括各向異性，粘度的限制也可以在這種新模式中打破。杜米尼克斯登尼德解釋說：“粘度取決于其它一些物理參數(shù)，但它可以比以前被認(rèn)為的絕對(duì)下界的數(shù)量少?！?歐洲核子研究中心正在進(jìn)行的夸克-膠子實(shí)驗(yàn)將為測(cè)試新的理論預(yù)測(cè)提供機(jī)會(huì)。