位在美國紐約州奧普頓市(Upton)Brookhaven國家實驗室(Brookhaven National Laboratory)的相對論性重離子碰撞器(Relativistic Heavy Ion Collider,RHIC),利用金原子核形成的光束,以幾近光速的高速相互碰撞,結果碰撞時產生的高熱火球,行為類似黑洞。不過這個黑洞並不會吞噬地球以及地球上任何東西!
當金原子核光束高速碰撞時,碰撞產的高熱使原子核分裂成夸克(quarks)和膠子(gluons)--宇宙中所有一般物質最基本的組成粒子。這些粒子所形成的電漿球,溫度高達太陽表面溫度的3億倍(約絕對溫度2兆度)。不過,電漿球存在的時間只有短短的10-23秒;科學家之所以偵測得到,是因為電漿球會吸收粒子碰撞時產生的噴流(jets)。然而,這個電漿球所吸收的噴流比利用量子色動力學(quantum chromodynamics,QCD)計算出理論上應有的噴流數量還多10倍,科學家們只偵測到少數從電漿球逃逸出來的噴出物質。
所謂的QCD是專門描述夸克和使其結合在一起的各種作用力的一種艱澀理論,非常難以計算,因此美國布朗大學(Brown University)物理學家Horatiu Nastase改以從弦論(string theory)演化出的AdS模型去進行相關計算,他表示:經過計算之後,電漿球的核心部分,行為特徵如同黑洞一般;換句話說:粒子碰撞強力減速的情形,與黑洞的強重力場相同。他將之稱為「二元黑洞(dual black hole)」,並認為這個結果可以解釋噴流數目短少的現象。
Nastase認為:在電漿球核心,粒子會轉換成熱輻射後再發射出來,就像物質落入黑洞的過程中會變成所謂的「霍金輻射(Hawking radiation)」一樣。他計算出的熱輻射溫度高達2兆度,與電漿球實際觀測結果相當符合。不過,這個電漿球的尺度非常小,所以即使它的行為像是黑洞,但它的重力對週邊環境沒有任何影響力,當然有沒有危險性。
不過,其他物理學家並不認同Nastase的計算結果,而且從不同角度解釋時,可能會得到不一樣的結果。他們認為Nastase的計算方式考慮得不夠周全,例如:Nastase將其公式中的某項參數設定為1是不合理的,而且實際上電漿球的溫度很快地便降到原來的一半,而Nastase的計算中卻假定它的溫度相同,無法解釋溫度隨時間而改變的狀況。
另外有些物理學家則認為Nastase的嘗試相當可貴。AdS計算法常被當作是QCD的替代方案,而且利用AdS理論已經有幾項不錯的突破性成果,更何況Nastase的計算相當符合實際的實驗結果。不過,他們也還是認為Nastase整個計算的方式可能需要再繼續修正。
參考資料來源:
http://www.newscientist.co...s?id=dn7145 ,2005.03.16
http://www.bnl.gov/RHI...oles.htm 轉貼資料來源:
http://www.tam.gov.tw/news/2005/200503/05032002.htm