人類創造出的驚人高溫:超越太陽核心溫度10萬倍!
看似只是個有趣的問題——人類製造高溫的能力,卻在歷史長河中推動了無數重大突破。從青銅時代到鐵器時代,這些以金屬命名的歷史階段,都建立在人類掌握數千度高溫技術的基礎上。
目前人類創造的最高溫紀錄(至少是人工製造的),充分展現了我們的智慧結晶。這個紀錄甚至逼近類星體中心約10兆開爾文的高溫,雖尚未超越,但已令人驚嘆。
還記得2012年嗎?那年歐洲核子研究組織(CERN)不僅可能打破了物理定律、發現了「上帝粒子」,還在8月悄悄創下一項驚人紀錄——打破了人工製造最高溫的世界紀錄。這項成就當時被其他重大發現的光芒所掩蓋,如今回顧依然震撼。
ALICE實驗副發言人Kai Schweda在PBS節目中表示:「現今沒有任何物質能接近我們在ALICE創造的高溫。」他解釋道:「太陽中心溫度約1500萬度,最熱的恆星達1億度,而我們創造的溫度比當今宇宙中任何物質還要高10萬倍!」
CERN的大型強子對撞機(LHC)在實驗中產生了驚人的5兆開爾文(約5兆攝氏度)高溫,這相當於宇宙大爆炸後微秒級的原始狀態。ALICE發言人Paolo Giubellino強調:「這只是ALICE實驗眾多科學成果之一,我們比以往任何時候都更接近揭開宇宙初始狀態的奧秘。」
要創造如此極端高溫,需要:一架位於瑞士地底、全長27公里的環形軌道;配備超強超導電磁鐵;能將粒子加速至接近光速;再加上鉛離子和超精密的測量技術。PBS解釋:「當鉛離子在接近光速下對撞,會在極小空間和時間內釋放巨大能量,形成所謂的『夸克-膠子電漿火球』。」
CERN理論物理學家Urs Wiedemann用音樂作比喻:「就像閉眼分辨不同樂器,即使演奏相同音符,泛音結構也能讓我們辨識樂器種類。同樣地,重離子碰撞產生的『波紋』會激發特定泛音,讓我們能解析這瞬間發生的物理現象。」
有趣的是,LHC首次達到兆度級高溫其實是在2010年,但直到2012年才完成測量確認,因此金氏世界紀錄的認證日期是2012年8月13日。而在這項紀錄公佈前兩個月,美國布魯克黑文國家實驗室的相對論性重離子對撞機(RHIC)才剛以4兆開爾文的成績創下紀錄。
範德堡大學物理學教授Julia Velkovska指出一個耐人尋味的現象:「雖然LHC碰撞釋放的能量是RHIC的25倍,但在夸克-膠子電漿形成過程中,我們觀察到的差異卻不大。這似乎說明,一旦達到某個臨界值,再增加能量也不會產生顯著變化——或許這就是所謂的『完美極限』吧!」