在长岛的布鲁克海文实验室，物理学家在重离子碰撞数据中记录到一个意外的信号。RHIC加速器上的STAR实验显示，在特定能量下，粒子横向动量涨落急剧下降。这一信号可能表明超致密核物质中发生了相变，类似于大爆炸后最初瞬间所发生的那种相变。
在宇宙诞生之初，空间过于炽热和致密，原子无法存在。质子和中子尚未形成，物质是一种自由流动的由夸克和胶子组成的“汤”——夸克-胶子等离子体。随着宇宙膨胀，温度下降，胶子将夸克“粘合”成质子和中子，等离子体转变为普通的核物质。这是一次真正的相变，类似于水的冻结，但发生在基本粒子的层面上。
RHIC加速器将金离子加速到接近光速，从而在几分之一秒内重现这样的条件。STAR的新数据揭示，在预期相变临界点所在的能量区域，粒子动量涨落出现了“凹陷”。科学家称这可能是相变确实存在并取决于密度和温度的一个迹象。
这一发现不仅对宇宙学意义重大。理解物质在极端密度下的行为，将有助于弄清中子星内部发生了什么——在那里，恒星的全部质量被压缩到一座小城市的尺度。例如，其核心中的声速以及坍缩成黑洞的阈值都取决于此。
然而，这一信号目前仍只是暗示。其他解释将其与不同碰撞能量下粒子成分的变化联系起来。科学家计划分析RHIC剩余的数据，以证实或推翻这一发现。RHIC已于2026年结束运行。
如果临界点能够被可靠地确定，这将为物质从宇宙最初几微秒到宇宙中最致密天体的演化开启新的视角。
