极端环境下的“物质重生”：脆弱原子核的延迟诞生
在LHC的ALICE实验中，科学家发现氘核和反氘核并非在粒子碰撞的“初始炽热阶段”形成，而是在高温火球冷却后，由超短寿命、高能粒子态(称为“共振态”)衰变产生。这一过程解释了为何实验中能持续观测到本应在极端高温下“瞬间瓦解”的轻原子核。
“轻原子核并非在碰撞的‘初始爆炸’中幸存，而是在冷却阶段‘重生’。”德国慕尼黑工业大学(TUM)粒子物理学家劳拉·法比耶蒂(Laura Fabbietti)教授指出，“这一发现彻底改变了我们对强相互作用(将质子和中子束缚在原子核中的力)的理解。”
技术突破：ALICE实验的“粒子追踪术”
ALICE实验作为LHC的关键探测器之一，其功能类似于一台巨型“粒子相机”，可同时追踪并重建单次碰撞中产生的多达2000个粒子轨迹。通过分析这些数据，科学家首次观测到氘核和反氘核的形成与共振态衰变的直接关联。
研究显示，约90%的观测到的(反)氘核通过这一新机制产生，而非传统理论预测的“在初始碰撞中幸存”。这一结果不仅解释了LHC实验中的长期谜题，也为宇宙中轻原子核的形成机制提供了实验室依据。
从实验室到宇宙：连接地球与深空的“粒子桥梁”
法比耶蒂教授强调，这一发现的影响远超粒子物理范畴：“轻原子核不仅在LHC中形成，也在宇宙中普遍存在，例如通过宇宙射线与星际物质的相互作用。它们甚至可能为暗物质的性质提供线索。”
研究团队成员马克西米利安·马勒因(Maximilian Mahlein)博士补充道：“新模型将改进对宇宙中粒子形成的模拟，使我们能更可靠地解读来自深空的信号，例如暗物质探测器的数据或高能宇宙射线事件。”
CERN与LHC：探索宇宙“创世瞬间”的窗口
CERN位于瑞士与法国边境，是全球最大的粒子物理研究中心。其旗舰设施LHC是一条27公里长的地下环形加速器，可将质子加速至接近光速并碰撞，重现宇宙大爆炸后万亿分之一秒内的条件。
ALICE实验专注于研究“夸克-胶子等离子体”——一种由自由夸克和胶子组成的极端物质状态，被认为存在于宇宙早期。通过追踪这种等离子体的冷却过程，科学家试图揭示普通物质如何从基本粒子中“凝聚”而成。
国际合作：基础科学的“全球协同”
这一突破是国际合作的典范。TUM的ORIGINS卓越集群与德国研究基金会(DFG)资助的SFB1258协作研究中心(聚焦中微子与暗物质)共同参与了研究。2025年，ORIGINS集群的第二阶段资助获德国“卓越战略”计划批准，SFB1258的第三阶段资助也于同年启动。
“基础科学无国界。”法比耶蒂教授表示，“从LHC到暗物质探测器，全球科学家正共同构建对宇宙基本规律的统一理解。”
未来展望：解码宇宙的“原始密码”
随着LHC持续运行及下一代探测器的规划，科学家期待进一步揭示极端条件下物质的性质，例如探索更重的轻原子核(如氦-3及其反物质)的形成机制。这些研究不仅将深化人类对宇宙演化的认知，也可能为核能技术、高能物理等领域带来新启示。
