【物理】重イオン衝突型加速器「RHIC」で、4兆度の超高温状態を実現(106)

1 ◆KzI.AmWAVE ＠Hφ=Eφ ★ 2010/02/16(火) 20:24:56 ID:??? BE:217331497-2BP(135)

米・重イオン衝突型加速器「RHIC」で、4兆度の超高温状態を実現
−原子は熔け「完全液体」となり、宇宙創成時のクォークスープを生み出す高温に−

◇ポイント◇
* 金の原子核同士を限りなく光速に近い速度で衝突させ、発生する光で温度測定
* 陽子や中性子を融かしてクォーク・グルーオンからなるプラズマを生成
* 実験室で実現してきた温度の最高記録を達成、宇宙創成の謎解きに貢献

独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）と大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
(KEK　鈴木厚人 機構長）を中心とする研究グループは、米国ブルックヘブン国立研究所（BNL）の国際共同
研究で、相対論的重イオン衝突型加速器（RHIC）を用い、太陽中心温度の10万倍も高い、約4兆度の超高温
状態を初めて実験室で実現することに成功しました。この高温状態では、宇宙をつくる元素の構成要素である
陽子・中性子が融けて、クォーク・グルーオンからなる新物質相「クォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）」に
なっています。これは、理研BNL研究センターや日米科学協力事業「RHICにおける重イオン衝突実験」が
参加するPHENIX実験による成果です。

高温状態の物質の温度は、高温物質が発する光の色（エネルギー分布）と発生量から測定することができます。
これは、溶鉱炉内の鉄が光を発して輝く様子から、その温度が高温であると分かる原理と似ています。
この原理を活用し、RHICで衝突させる重イオンの物質に金原子を用いて、衝突初期の高温物質の温度を
測定した結果、この金原子核同士の衝突が、約4兆度の超高温物質を作り出していることを確認しました。
この温度は、太陽中心温度の10万倍も高く、宇宙をつくる元素を構成する陽子や中性子を融かして、クォーク・
グルーオンからなるプラズマを生み出すために必要な温度よりも高温で、これまでに実験室で実現していた
温度としては最高となります。

この結果は、RHICで実施してきた9年間のさまざまな実験成果と合わせて検討すると、RHICでの金原子核同士
の衝突が、クォークとグルーオンからなる高温・高密度で粘性ゼロの「完全液体」を生み出したことを示しています。
この完全液体は、しばしばクォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）と呼ばれ、約137億年前に起こった宇宙創成
（ビッグバン）直後の数十万分の１秒の間、宇宙を満たしていたと考えられています。

この研究成果は、ワシントンで2月13日(土)〜16日(火)に開催される米国物理学会で、2月15日(月）に研究グループ
を率いる理研の秋葉康之副主任研究員が報告するとともに、米国の科学誌『Physical Review Letters』に近く
掲載されます。

理化学研究所プレスリリース
http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2010/100216/detail.html

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