Пар физичара објавио је откриће субатомског догађаја толико снажним да су се истраживачи питали да ли је преопасно за јавно објављивање.
Експлозивни догађај? Двојац је показао да две ситне честице познате као доњи кваркови теоретски могу да се споје у јаком бљеску. Резултат: већа субатомска честица, друга, резервна честица позната као нуклеон, и читав неред енергије која се излива у свемир. Ова "кварксплозија" била би још снажнији субатомски аналог појединачних реакција нуклеарне фузије које се одвијају у језграма водоничних бомби.
Кваркови су ситне честице које се обично споје како би сачињавали неутроне и протоне унутар атома. Долазе у шест верзија или „укуса“: горе, доле, одоздо, одоздо, чудно и шарм.
Енергетски догађаји на субатомском нивоу мере се у мегаелектронволтима (МеВ), а када се два доња кварка спајају, открили су физичари, стварају огромних 138 МеВ. То је отприлике осам пута снажније од једног од појединачних догађаја нуклеарне фузије који се дешавају у водоничним бомбама (пуна експлозија бомби састоји се од милијарди тих догађаја). Х-бомбе спајају заједно сићушна језгра водоника позната под називом деутерони и тритони да би створили хелијумске језгре, заједно са најмоћнијим експлозијама у људском арсеналу. Али свака од тих појединачних реакција унутар бомби отпушта само око 18 МеВ, према Архиви нуклеарног оружја, веб страници посвећеној прикупљању истраживања и подацима о нуклеарном оружју. То је много мање од осигурача 138 МеВ који се осигурава.
„Морам признати да сам се уплашио кад сам први пут схватио да је таква реакција могућа“, рекао је ко-истраживач Марек Карлинер са Универзитета у Тел Авиву у Израелу за Ливе Сциенце. "Али, срећом, то је пони у једном трику."
Колико год моћне биле фузионе реакције, ни један случај фузије сам по себи није уопште опасан. Водикове бомбе добијају своју огромну снагу из ланчаних реакција - каскадне фузије пуно и пуно језгара одједном.
Карлинер и Јонатхан Роснер, са Универзитета у Чикагу, закључили су да таква ланчана реакција неће бити могућа код доњих кваркова, и пре објављивања приватно су поделили свој увид са колегама који су се сложили.
"Да сам за микросекунду мислио да то има било какву војну апликацију, не бих је објавио", рекао је Карлинер.
Да би покренули ланчану реакцију, произвођачима нуклеарних бомби потребне су велике залихе честица. А важно својство доњих кваркова онемогућава их да се складиште: Они излазе из постојања само 1 пикосекунду након што су створени, или отприлике у времену које је потребно да путује пола дужине једног зрна соли. Након тог временског периода, они пропадају у далеко чешћу и мање енергичну врсту субатомске честице, познате као горњи кварк.
Научници би могли створити појединачне фузијске реакције доњих кваркова унутар милиметара за убрзање честица. Али чак ни унутар акцелератора, човек није могао сакупити довољно велику масу кваркова да би направили било какву штету у свету, рекли су истраживачи. Тако да нема потребе да се бринете о доњим бомбама с кварковима.
Откриће је узбудљиво, јер је то први теоријски доказ да је могуће спојити субатомске честице на начин који ослобађа енергију, рекао је Карлинер. То је потпуно нова територија у физици врло ситних честица, омогућена експериментом на великом хадронском сударачу у ЦЕРН-у, огромној лабораторији за физику честица у близини Женеве.
Ево како су физичари направили ово откриће.
У ЦЕРН-у, честице се залепе око 17 километара дугачког (27 километара) подземног прстена при брзини светлости пре него што се разбију једна у другу. Научници потом користе моћне рачунаре како би просијали податке из тих судара, а из тог истраживања понекад настају чудне честице. У јуну се нешто посебно чудно појавило у подацима једног од тих судара: "двоструко шармантан" барион, или гломазни рођак неутрона и протона, који је био састављен од два рођака кварта "доњи" и "горњи". познати као "шарм" кваркови.
Сада су кваркови шарма веома тешки у поређењу с уобичајенијим кварковима горе и доле који чине протоне и неутроне. А кад се тешке честице вежу заједно, они велики део своје масе претварају у енергију везивања, а у неким случајевима производе гомилу преостале енергије која бјежи у свемир.
Када се два кварка спајају, Карлинер и Роснер су пронашли, честице се вежу са енергијом од око 130 МеВ и испаљују 12 МеВ преостале енергије (око две трећине енергије фузије деутерон-тритона). Та шармантна фузија била је прва реакција честица на овој скали која је икада открила да на тај начин емитује енергију, а главни је резултат нове студије, објављене јуче (1. новембра) у часопису Натуре.
Још већа и снажнија од две откривене реакције је још енергетска фузија два доња кварка, који се вежу са енергијом од 280 МеВ и испљуне 138 МеВ када се стопе.
До сада су ове реакције у потпуности теоретске и нису демонстриране у лабораторији. Али, следећи корак би требало да дође ускоро. Карлинер је рекао да очекује да ће први експерименти показати ову реакцију на ЦЕРН-у у наредних неколико година.
Напомена уредника: Овај чланак је ажуриран да поправи изјаву која каже да горњи кваркови чине неутроне и протоне. Горњи и доњи кваркови чине протоне и неутроне.
