最近美國BNL實驗室的科學(xué)家們在他們的一個學(xué)術(shù)報告會上(2003年6月18日)宣布，在該實驗室的相對論性重離子對撞機(RHIC)上進行的最新實驗結(jié)果表明，在金原子核與金原子核對撞中已創(chuàng)造了不尋常的高溫高密度條件，非常接近夸克膠子等離子體(QGP)的生成。夸克膠子等離子體曾存在于大爆炸后的百萬分之一秒的時間內(nèi)。紐約時報6月19日也以“科學(xué)家們報告從未見過的最熱最密的物質(zhì)”為題，對這一研究結(jié)果做了報導(dǎo)。

歐洲粒子物理研究中心(CERN)的研究人員在2002年2月曾宣布在CERN的加速器上生成了一種新物質(zhì)，這種物質(zhì)具有夸克膠子等離子體的特征。但這一結(jié)論并未得到科學(xué)界的公認。

RHIC的研究人員的實驗是利用含有79個質(zhì)子和118個中子的金原子核與僅含有一個質(zhì)子和一個中子的氘核發(fā)生對撞，同時還進行金原子核與金原子核的對撞。理論預(yù)計，當金原子核與金原子核相撞時，將產(chǎn)生如早期宇宙那樣高溫高密度的環(huán)境，溫度可達太陽表面溫度的3億倍。核中的質(zhì)子和中子將熔合在一起，通常情況下禁錮在質(zhì)子和中子中的夸克和膠子會逸出，形成夸克膠子等離子體。而金原子核與氘核相撞時，氘核有如子彈穿過金核，產(chǎn)生的熱量和壓縮都不很高，不足以形成夸克膠子等離子體。在上述兩種碰撞過程中，一對快速運動的夸克可從中子或質(zhì)子中飛出。兩個夸克各產(chǎn)生一束粒子噴注，向相反方向分飛，即“夸克噴注”。科學(xué)家們在金-氘碰撞中觀測到了向相反方向分飛的兩束夸克噴注，而在金-金對頭碰撞中，只觀察到一束夸克噴注。一種可能的解釋是，如果一對夸克產(chǎn)生在碰撞區(qū)域的表面附近，向外飛的夸克能夠逃逸出碰撞區(qū)域，而向內(nèi)飛的夸克的能量被碰撞產(chǎn)生的高溫高密度區(qū)域吸收，實驗上只能觀察到一束夸克噴注，這種現(xiàn)象稱為“夸克淬滅”。理論預(yù)言在高密度的夸克膠子等離子體中就會發(fā)生夸克淬滅現(xiàn)象。

BNL實驗室主管高能物理與核物理的副主任Thomas Kirk說：“這是一個非常令人興奮的結(jié)果，它清楚的表明，我們是在通向重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的正確道路上，但至于是否產(chǎn)生了夸克膠子等離子體這個問題尚無定論。”同時美國能源部科學(xué)辦公室主任Raymond L.Orbach教授也認為：“RHIC的這些結(jié)果極為重要,他們研究的是科學(xué)上的一個基本問題，即在時間的起點處，宇宙是什么樣的?而基本問題的解決都最終使社會受益，或是直接受益于所了解的知識，或是受益于為獲得這些知識而開發(fā)出來的技術(shù)。”

物理學(xué)家們正在準備新的實驗來證實是否生成了夸克膠子等離子體。這需要對更多的標志夸克膠子等離子體生成的信號進行探測。如果得到證實，從科學(xué)研究上講，工作也只是剛剛開始。通過對等離子體中的夸克和膠子進行研究，人們將能更多地了解把夸克囚禁在質(zhì)子和中子中的強相互作用力的性質(zhì)，從而可解開夸克囚禁之謎。當幾年后大型強子對撞機上的ALICE重離子實驗開始后，CERN將再次加入尋找與研究夸克膠子等離子體的競賽。ALICE的碰撞能量要比RHIC的能量高約30倍，人們將在RHIC研究工作的基礎(chǔ)上向新的高峰前進。我國科學(xué)家參加了RHIC上兩個大型國際合作項目，同時也是ALICE國際合作項目成員。