1、我們的宇宙始于138億年的大爆炸，自那時起，宇宙便開始不斷地膨脹、冷卻。這種快速的膨脹創(chuàng)造了我們今天所知的粒子、原子、恒星、星系和生命。

我們已經(jīng)知道，一切物質(zhì)都是由原子組成的，原子是由原子核和繞其軌道運行的電子組成，原子核又由被統(tǒng)稱為核子的質(zhì)子和中子組成，而核子是由通過膠子相互作用的夸克組成的。在極高的溫度下，夸克和膠子能掙脫核子的束縛，形成一種高溫、致密的粒子湯，它們被稱為夸克-膠子等離子體。

質(zhì)子和中子都是由三個夸克構成，負責傳遞強力的膠子會將夸克牢牢地黏在一起。在高溫下，夸克和膠子會掙脫束縛，形成致密、高溫的夸克-膠子等離子體。

夸克-膠子等離子體是一種非常奇異的物質(zhì)狀態(tài)，天文學家認為，在大爆炸發(fā)生后的第1微秒（0.000001秒）內(nèi)，溫度高到令人難以置信的地步，而那時，這種物質(zhì)便充滿了我們的宇宙。了解夸克-膠子等離子體及其流動是目前高能物理學的前沿。夸克和膠子之間的強相互作用可以用量子色動力學（QCD）來描述，雖然量子色動力學為強力提供了一個理論，它卻很難單獨被用來解決和理解夸克-膠子等離子體的性質(zhì)。

為了更好地研究這種奇異的物質(zhì)狀態(tài)，物理學家會通過大型粒子對撞機來創(chuàng)造出夸克-膠子等離子體，這些實驗為理解這種存在于宇宙最早時期的物質(zhì)狀態(tài)帶來了新的見解。

2、一直以來，科學家都認為，夸克-膠子等離子體與我們熟知的普通物質(zhì)有著非常不同的特性。比如雖然夸克-膠子等離子體和液態(tài)水都是流體，但液態(tài)水這類流體的性質(zhì)是由原子和分子的行為主導的，原子和分子比夸克-膠子等離子體中的粒子要大得多，且相比之下，將這些原子、分子束縛在一起的力也要弱得多。

現(xiàn)在，一項新的表明，夸克-膠子等離子體與水有著驚人的相似之處。他們發(fā)現(xiàn)，雖然夸克-膠子等離子體的黏度和密度均比水大16個數(shù)量級，但它們有著相同的黏度和密度之比。

對流體來說，黏度與密度的比值（即運動黏度）決定了它的流動方式。這是一個非常重要的比值，因為流體的流動并不僅僅依賴于它的黏度，而是會受到包含了密度和黏度這兩個參數(shù)的納維葉-斯托克斯方程（NS方程）的支配。

因此，即使普通物質(zhì)與夸克-膠子等離子體有著非常不同的黏度和密度，但只要這一比值對于這兩種不同的流體是相同的，那么這兩種完全不同的流體就會以相同的方式流動。

液體的運動黏度可以根據(jù)溫度的改變而變化，且變化幅度可橫跨許多數(shù)量級。然而，有一個非常有趣的特殊點是，幾乎所有的液體的運動黏度都有一個普遍的下限。

根據(jù)之前對這一下限的研究，我們知道流體的運動黏度受一些基本物理常數(shù)的制約，比如普朗克常數(shù)、電子質(zhì)量和分子質(zhì)量（由核子質(zhì)量決定）。這些自然常數(shù)最終決定了質(zhì)子是否是一種穩(wěn)定的粒子，它們不僅控制著恒星的核合成，也控制著生命所需的必要生化元素的創(chuàng)造過程。在新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)這種普通流體（如水）的運動黏度的下限，與夸克-膠子等離子體的黏度相近。

3、新的結(jié)果讓我們對夸克-膠子等離子體有了更好的理解，它表明在夸克-膠子等離子體這個奇異系統(tǒng)中，粒子運動方式與從我們的水龍頭中流出的水是一樣的。此外，這項研究提供了一個非常罕見且令人欣喜的示例，即物理學家可以在有著巨大差異的系統(tǒng)之間進行定量比較。

雖然研究人員表示他們還不能完全理解這種驚人的相似性的根本原因，但他們認為這可能與基本物理常數(shù)有關，是這些基本常數(shù)設定了普通流體和夸克-膠子等離子體的普遍黏度下限。

責任編輯：lq6