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2013 年 2 月 7 日

太陽系的前世今生 (38):夸克時期 ─ 大霹靂之後 10-12 ~ 10-6


文字提供 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 在前幾天我們介紹大霹靂造就了時間 (time) 、空間 (space) 的起源 ,在大霹靂發生至 10-43 秒之間存有極高溫狀態的普朗克時期 (Planck epoch),從 10-43 秒開始持續到 10-36 秒之間的大一統時期 (Grand unification epoch),從大霹靂之後的 10-36開始持續到 10-33 之間能夠使 基礎粒子 獲得 質量  (mass) 的希格斯機制Higgs mechanism)促使宇宙的最早期階段由基本粒子 輕子、夸克、介子、重子等粒子與反粒子和輻射充斥整個時空, 呈現出宇宙初期的渾沌膨脹 (chaotic inflation) 狀態,在大霹靂之後的 10-36開始持續到 10-12 之間伴隨著這些基本粒子產生的 電弱交互作用力主導的時期 (Electroweak epoch)。 今天繼續介紹從大霹靂之後的 10-12開始持續到 10-6 之間的 夸克時期 (Quark epoch)。

            在大霹靂之後的 10-12開始持續到 10-6 之間、夸克等基本粒子物質出現後呈混沌狀態階段時期, 4 種基本作用力 電磁力、重力、弱作用力和強作用力早已開始運作 。其中大約在大霹靂之後的 10-12,高濃密、高熱漿態 夸克-膠子漿 (hot quark–gluon plasma) 的電弱時期 (Electroweak epoch) 剛結束,此時的重力作用力、強作用力、電磁力、弱作用力已分離呈現在的狀況,但溫度仍然很高,容許夸克結合在一起形成強子 (hadrons)。 在夸克時期,宇宙充滿了熱夸克膠子漿,包括夸克、輕子和它們的反物質。高能量粒子的相互碰撞可以形成 介子 (mesons) 和 重子 (baryons) 的夸克時期結束後,粒子交互作用的平均能量已經低於強子的束縛能。接下來的時期,夸克被約束在強子的內部,這段期間就稱為強子時期。上圖示在電弱時期結束後電磁力與弱作用力分離時的熱夸克膠子漿景觀。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (39):強子時期
天文史上的今天 : 1932 年 2 月 7 日,美國太空人阿爾弗萊德•梅瑞爾•沃爾登 (Alfred Merrill Worden,1932.2.7.─ ) 出生。他是阿波羅登月計畫 (Apollo manned lunar landing program) 24 名曾接近或者真正登上月球者之一,執行過阿波羅 15 號 (Apollo 15) 任務。  
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