近日，欧洲核子研究中心大型强子对撞机CMS合作组的研究人员首次获得直接实验证据，证实了夸克-胶子等离子体表现出类似稠密流体的行为特征。这一发现为理解宇宙诞生初期极端条件下的物质形态提供了关键数据。
夸克-胶子等离子体是质子和中子尚未形成时，由自由的夸克和胶子组成的高温高密物质状态。研究人员通过加速重铅离子至接近光速并使其对撞，在实验室中重现了这种极端条件。在新实验中，物理学家采用了一种新型“层析成像”方法，通过同时产生的夸克与中性Z玻色子作为探针，重建了夸克在穿越等离子体过程中的能量损失与再分布。
实验数据显示，在中心碰撞区域——等离子体密度最高处，Z玻色子方向附近出现粒子数下降，相反方向则出现粒子数过剩，这种模式在外围碰撞中并未出现。该特征被解释为夸克在穿越等离子体时产生的“流体动力学尾迹”，表明介质对穿过其中的夸克产生类流体的集体响应。
研究结果表明，标准量子色动力学计算无法重现观测到的流体特征，而结合强相互作用与流体动力学的混合模型则与数据吻合最佳。这一发现为理解夸克-胶子等离子体的粘度、能量输运性质以及微观相互作用如何转化为宏观集体运动提供了关键约束。
此项成果不仅验证了极端核物质具有类似完美流体的性质，也为研究早期宇宙演化及核物质在极端条件下的行为开辟了新的实验途径。
