據(jù)央視新聞等媒體報道，今年12月4日14時02分，我國新一代“人造太陽”，位于成都市的中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）建成并實(shí)現(xiàn)首次放電。專家認(rèn)為這意味著我國已經(jīng)掌握大型先進(jìn)托卡馬克裝置的設(shè)計、建造和運(yùn)行技術(shù)，為今后我國核聚變堆的自主設(shè)計與建造積累了豐富經(jīng)驗。
據(jù)介紹，“中國環(huán)流器二號M裝置”是我國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置，是我國新一代先進(jìn)磁約束核聚變實(shí)驗研究裝置，可以制造出大量的等離子體，其溫度可達(dá)1.5億℃。
1.5億℃是個什么概念呢？我們先來看幾個典型的溫度：
室溫大約就是20℃左右，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下開水的溫度為100℃，
對于太陽，其表面溫度6000℃，但是內(nèi)部溫度則高達(dá)20000000℃，即2千萬℃；
而更劇烈的核爆，其中心溫度則能高達(dá)100000000攝氏度，即1億℃。
此次的先進(jìn)磁約束核聚變實(shí)驗研究裝置內(nèi)部發(fā)生的是核聚變，產(chǎn)生的溫度比太陽內(nèi)部的溫度還要高。那么1.5億℃是人來能制造的溫度上限嗎？
答案是否定的！目前的人造溫度最高能到2320000000000攝氏度，即2.32萬億℃，在這個溫度前，上面提到的溫度，一個能打的都沒有！那么這樣的高溫在地球的什么地方能找到呢？答案就是粒子對撞機(jī)中！
粒子對撞機(jī)是高能物理學(xué)家用于研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的機(jī)器，把微觀粒子加速到接近光速再進(jìn)行對撞，就會撞出大量的粒子，通過對這些粒子進(jìn)行分析研究，就有可能獲得關(guān)于微觀粒子的性質(zhì)。比較常見的對撞類型有電子-電子對撞、質(zhì)子-質(zhì)子對撞等。今天要說的則是叫做“重離子對撞機(jī)”，這是通過加速重原子核（比如金核等）并對撞的機(jī)器。重原子核體積往往比較大，對撞之后會在瞬間且小范圍內(nèi)產(chǎn)生大量的粒子，溫度迅速上升。這樣的對撞機(jī)，目前全世界有兩臺，一臺是在美國布魯克海文國家實(shí)驗室的相對論性重離子對撞機(jī)（RHIC），一臺是在歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）（LHC對撞的是質(zhì)子而不是重離子）
有的人可能會問：這么高的溫度，該用什么容器裝呢？
這么高的溫度當(dāng)然沒有任何材料能頂?shù)米?。連原子核都能熔化的溫度，任何材料都是無法承受的。在核聚變實(shí)驗中，會使用磁約束把高溫物質(zhì)約束起來，也就是我們常說的托卡馬克裝置，高溫的等離子在磁場的約束下繞著中間旋轉(zhuǎn)，一直運(yùn)動，幾乎不會碰到容器上。
但是在對撞機(jī)中我們不需要考慮這個問題，因為這樣的過程在對撞機(jī)內(nèi)瞬間就結(jié)束了。原子核對撞后熔化升溫，然后就會膨脹冷卻，最后變成粒子飛到探測器中。從發(fā)生對撞到被探測器探測到這段時間里，整個過程是飛秒（ 0.0000000000000001秒）這樣的量級，所以不需要任何容器去裝這團(tuán)物質(zhì)。這團(tuán)高溫的物質(zhì)也有一個學(xué)名，叫做“夸克膠子等離子體”。
另外，根據(jù)目前的研究，科學(xué)家們相信在宇宙大爆炸后的極短的時間內(nèi)，宇宙中的物質(zhì)就處在夸克膠子等離子體，溫度也高于2.32萬億攝氏度。隨著宇宙的膨脹冷卻，大約在0.00001秒~0.0001秒的時候，夸克膠子等離子體冷卻，變成了各種各樣的強(qiáng)子，比如質(zhì)子和中子，進(jìn)而結(jié)合成原子核。
可以說，我們通過對撞機(jī)，在實(shí)驗室里還原出了宇宙大爆炸后物質(zhì)的狀態(tài)，這也給我們提供了進(jìn)一步研究宇宙起源和物質(zhì)演化的條件。
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