目前在人类创造的物体中,通过(非对心)重离子对撞产生的物质拥有最快的转速。实际上,这也是已知宇宙中的最快转速。
首先简单介绍一下什么是重离子对撞:相对论性重离子对撞机,加速的不是电子或者质子,而是重元素的原子核,比如说金核。因为重离子中的核子,即质子和中子,比较多,比如说金核有197个核子,这样重的核子对撞后会在瞬间集聚大量的能量,进而“熔化”相撞部分的原子核,温度急剧升高,激发出大量的粒子,形成“熔融”状的物质,被称为“夸克胶子等离子体”。
上图原子核对撞前呈“薄饼状”,是因为这些原子核速度极为接近光速,而在这样的速度向,速度方向的长度是会受到极大的压缩的。金原子核是圆形的,所以接近光速的时候就成了一个薄饼了。
为了有一个直观的认识,下面对比一下几个不同尺度下的物质的转速:
对于转速可以简单地用角速度公式来估计 , 是物体的速度, 是旋转半径。
银河系尺寸 ,转速 , 生活中的水转速大约为 , 脉冲星(即旋转的中子星)的周期能达到毫秒级,即转速为 ,
而重离子对撞中的粒子是原子核,尺寸在 这样的量级,而速度是接近光速的 。当然由于实际的情况比较复杂,根据实际情况估算的结果,转速应该在 的量级,也就是一秒能转 圈,这是人类已知的最高转速了。
而如此高的转速还会有明显的伴随效应。因为重离子对撞中的对撞粒子是原子核,原子核带电,在如此高的转速下就会产生非常强的磁场。实际上,重离子对撞中产生的磁场也差不多是宇宙中最强的磁场了
地球的磁场大约为1高斯,普通磁铁的磁场强度大约 高斯这个范围,中子星的磁场强度非常高,大约是 高斯,而在重离子对撞中产生的磁场能达到 高斯。