Како ЦЕРН-ово откриће егзотичних честица може утицати на астрофизику

Pin
Send
Share
Send

Можда сте чули да је ЦЕРН најавио откриће (потврду, заправо, погледајте додатак у наставку.) Чудне честице познате као З (4430). Документ који резимира резултате објављен је на физичком аркив-у, који је складиште за штампе са физичким папирима (још увек није рецензирано). Нова честица је око 4 пута масивнија од протона, има негативан набој и чини се да представља теоријску честицу познату као тетракварк. Резултати су још увек млади, али ако се ово откриће одржи, могло би имати импликација за наше разумевање неутронских звезда.

Градивне материје су сачињене од лептона (попут електрона и неутрина) и кваркова (који чине протоне, неутроне и друге честице). Кваркови се веома разликују од осталих честица по томе што имају електрични набој који је 1/3 или 2/3 струје електрона и протона. Такође поседују различиту врсту „набоја“ познате и као боја. Баш као што електрични набоји делују кроз електромагнетну силу, тако и набојима у боји делују јаке нуклеарне силе. Набој кваркова у боји делује тако да држи језгре атома заједно. Пуњење у боји је много сложеније од електричног набоја. Код електричног набоја једноставно је позитивно (+), а његово супротно, негативно (-). У боји постоје три врсте (црвена, зелена и плава) и њихове супротности (анти-црвена, анти-зелена и анти-плава).

Због начина на који јака сила делује, никада не можемо да посматрамо слободан кварк. Снажна сила захтева да се кваркови увек удружују у облику честице која је неутрална у боји. На пример, протони се састоје од три кварка (два горе и један доле), при чему је сваки кварк различите боје. Уз видљиву светлост, додавање црвене, зелене и плаве светлости даје вам белу светлост, која је безбојна. На исти начин, комбиновањем црвеног, зеленог и плавог кварка добијате честицу која је неутралан у боји. Ова сличност са својствима боје светлости је разлог зашто набој кварка носи назив боја.

Комбиновање кварка сваке боје у групе од три један је начин да се створи честица неутрална у боји, а оне су познате као баријони. Протони и неутрони су најчешћи бариони. Други начин за комбиновање кваркова је упаривање кваркова одређене боје са кварком његове боје. На пример, зелени кварк и анти-зелени кварк могу да се комбинују да формирају честицу која је неутрална у боји. Ове честице са два кварка познате су као мезони и први пут су откривене 1947. На пример, позитивно набијени пион састоји се од горе кварка и античестице доле кварка.

Према правилима јаке силе, постоје и други начини да се кваркови могу комбиновати тако да формирају неутралну честицу. Један од њих, тетраварк, комбинује четири кварка, где две честице имају одређену боју, а остале две одговарајуће анти-боје. Предложени су и други, као што су пентакарк (3 боје + пар боја у боји) и хексакарк (3 боје + 3 анти-боје). Али до сада су сви били хипотетички. Иако би такве честице биле неутралне у боји, такође је могуће да нису стабилне и једноставно би се распадале у барионе и мезоне.

Било је неких експерименталних наговештаја о тетракуарксима, али овај последњи резултат је најјачи доказ да 4 кварка формирају честицу неутралну у боји. То значи да се кваркови могу комбиновати на много сложеније начине него што смо првобитно очекивали, а то има импликације на унутрашњу структуру неутронских звезда.

Једноставно, традиционални модел неутронске звезде је да је начињен од неутрона. Неутрони се састоје од три кварка (два доле и један према горе), али углавном се сматра да су интеракције честица унутар неутронске звезде интеракције између неутрона. Са постојањем тетракурака, могуће је да неутрони у језгру делују довољно снажно да стварају тетракурове. Ово би могло чак довести до производње пентаквова и шестерокута, или чак да би кваркови могли међусобно да делују, а да нису везани за честице неутралне у боји. Ово би произвело хипотетички објекат познат као звијезда кварка.

Ово је у овом тренутку све хипотетичко, али верификовани докази о тетраврима присиљавају астрофизичаре да преиспитају неке претпоставке које имамо о унутрашњости неутронских звезда.

Додатак: Истакнуто је да резултати ЦЕРН-а нису оригинално откриће, већ потврда ранијих резултата колаборације Белле. Резултати Белле могу се наћи у документу из 2008. године у Физичким прегледним писмима, као и у документу из 2013. у Физичком прегледу Д. Дакле, кредитни кредит је дужан.

Pin
Send
Share
Send