美国 - 艾赫巴里通讯社
一个时代的终结：美国唯一的粒子对撞机关闭，为下一代发现铺平道路
经过25年多开创性研究，这些研究重新定义了我们对物质和早期宇宙的理解，位于纽约厄普顿的布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）已正式停止运行。2月6日的关闭标志着美国粒子物理学一个非凡篇章的结束，因为RHIC是美国同类粒子对撞机中最后一个仍在运行的。然而，这个结局并非终结，而是一个战略性过渡，为雄心勃勃的电子-离子对撞机（EIC）扫清了道路，该对撞机预计将于2030年代中期开始其自身的发现时代。
RHIC，通常被亲切地称为“里克”，是工程和科学努力的奇迹。在25年的时间里，它的双环将质子和原子核加速到接近光速，组织了正面碰撞，瞬间再现了类似于大爆炸后不久的条件。这些极端环境使科学家能够深入探索宇宙原始状态的奥秘。物理学家亚历克斯·詹奇（Alex Jentsch）捕捉到了对撞机关闭的苦乐参半的情绪，指出这需要一种模棱两可的认可：“要么庆祝，要么悲伤，两者选其一。” 事实上，RHIC的遗产中有许多值得庆祝的地方。
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RHIC最深刻的成就之一，在2000年代早期揭示，是夸克-胶子等离子体（QGP）的发现及随后的详细表征。这种奇特的物质状态，一种由夸克和胶子组成的“原始汤”，在大爆炸后仅存在了微秒，然后冷却形成质子、中子，并最终形成我们今天观察到的所有物质。科学家最初假设QGP会像自由漂浮的粒子气体一样行为。然而，在一个令人震惊的科学发现中，RHIC实验表明QGP实际上是一种近乎完美的液体，表现出极小的粘度，几乎没有阻力地流动。正如布鲁克海文物理学家阿布海·德什潘德（Abhay Deshpande）所说：“它具有非常独特的个性……它喜欢流动。” 这一意想不到的特性从根本上改变了我们对物质在极端条件下如何行为的理解。
除了夸克-胶子等离子体，RHIC还显著推进了我们对质子本身的认识。通过碰撞质子，该设施精心表征了这些亚原子粒子，揭示了这些普遍存在的物质组成部分令人惊讶的动态和复杂的内部世界。与教科书中将质子描绘成带有正电荷的简单球体的简化描述不同，RHIC的工作，建立在数十年的粒子物理学基础上，强化了这样一种理解：质子是由夸克和胶子组成的复杂系统，不断地进行量子力学活动。这些基本粒子由极其强大的核力束缚，通常是不可分离的，布鲁克海文物理学家阿布海·德什潘德强调了这一概念，他说：“自然法则禁止它们单独存在”，除非在夸克-胶子等离子体短暂存在期间。
RHIC的关闭标志着一个重要的时刻，因为它是美国唯一能够引导两个粒子束进行直接正面碰撞的粒子对撞机——这种能力将对撞机与更简单的粒子加速器区分开来。其前身，费米实验室的Tevatron，于2011年关闭。然而，科学界对未来充满乐观。即将到来的电子-离子对撞机（EIC）旨在直接建立在RHIC的基础上，利用其大部分现有基础设施，并占据位于长岛松林荒地中的3.8公里长的隧道。
EIC承诺通过电子与质子或原子核的碰撞，开辟物理学的新领域。布鲁克海文物理学家埃尔克-卡罗琳·阿申瑙尔（Elke-Caroline Aschenauer）描述说，这种方法将使科学家能够创建前所未有的“质子三维成像，真正地展现其全部荣耀”。研究人员预计将深入了解质子的内部结构，甚至可能发现像“色玻璃凝聚体”这样被认为存在于质子内部的难以捉摸的现象。加速器物理学家沃尔夫拉姆·费舍尔（Wolfram Fischer）也表达了普遍的热情，他表示：“未来就在那里，希望它也会同样精彩。”
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对于许多人来说，包括在布鲁克海文附近长大并受其工作启发的科学家，这种转变象征着科学探究的持续演进。意识到质子并非简单，而是夸克和胶子的复杂世界，这种“红药丸”时刻推动着对更深层次理解的不懈追求。随着RHIC结束其辉煌的运行，其令人惊叹的发现遗产无疑将激励下一代物理学家和即将从电子-离子对撞机中涌现的开创性研究，确保美国在基础物理探索领域保持领先地位。
