Forskere har funnet de første antydningene om at kvarker, subatomære partikler, kan smelte sammen og frigjøre titalls ganger mer energi enn reaksjoner i det indre av stjerner, ifølge en artikkel publisert i tidsskriftet Nature.
“Kollisjoner av tetrakvarker bør føre til frigjøring av ca. 200 MeV energi, som er omtrent ti ganger mer enn å gi opphav til termonukleære reaksjoner. Til dags dato har slike reaksjoner ingen praktisk anvendelse, siden partiklene de kan forekomme i har en ekstremt kort levetid. På den annen side peker alt dette på muligheten for at det eksisterer et stabilt eksotisk materiale, bestående av 'pene' kvarker, - sa Gerald Miller, en fysiker ved University of Washington i Seattle, og kommenterte funnet.
I følge moderne begreper er alle elementære partikler sammensatt av små gjenstander som fysikere kaller kvarker. Protoner, nøytroner og andre "tunge" partikler som kalles baryoner inneholder tre kvarker. Deres mindre kolleger, de såkalte mesonene, inneholder to elementer - den "vanlige" kvarken og antikvarken, den grunnleggende bestanddelen av antimateriale.
I prinsippet utelukker de fysiske teoriene som eksisterer i dag ikke muligheten for at elementære partikler bestående av fire eller fem kvarker i forskjellige "farger" kan eksistere. Relativt nylig har forskere begynt å finne tegn på eksistensen av slike partikler, tetraquarks og pentaquarks, hvor spor av eksistensen ble funnet ved LHC og ved Tevatron collider.
Deres oppdagelse, så vel som oppdagelsen av det eksotiske xi-baryon, en superhvit partikkel med dobbelt positiv ladning, fikk Marek Karliner og Jonathan Rosner, teoretiske fysikere ved University of Tel Aviv og Chicago, til å tenke på hvordan de kunne partikler som dette, og hvorfor de holder seg stabile i uvanlig lang tid.
Ved å analysere egenskapene sine kom forskerne til den konklusjonen at tetrakvarker og xy-baryoner skulle dannes under kollisjonene mellom andre, relativt lette ustabile elementære partikler, der kvarkene i dem vil samhandle med hverandre, "bytte plass", miste energi og danne mer tunge partikler.
For eksempel vil sammensmelting av to lambda-baryoner som inneholder en tung og to lette kvarker føre til produksjon av xy-baryoner som inneholder to tunge og en lette kvark, og en nøytron, bestående av tre lette kvarker, samt frigjøring mye energi.
Likeledes bemerker fysikere at kollisjonen av to B-mesoner, partikler som nå betraktes som et "vindu" til verden av "ny fysikk", vil føre til fødselen av tunge tetrakvarker og frigjøring av en tilsvarende mengde energi, så vel som gammastråling.
Kampanjevideo:
Denne prosessen er, som forskere bemerker, en slags analog av termonukleære reaksjoner i det indre av solen og andre stjerner - hydrogen, helium og andre lyselementer i sentrum kolliderer kontinuerlig og kombineres til tyngre grunnstoffer som oksygen, litium, karbon eller jern, og frigjør samtidig enorme mengder energi. Jo tyngre kvarkene inne i partiklene som kolliderer, desto mer frigjøres energi i "thermoquark" -reaksjonen.
Det er ingen praktiske, inkludert militære, anvendelser for disse oppdagelsene ennå, men det antyder at det i universet teoretisk sett kan eksistere klynger av eksotisk, men stabil materie eller partikler, nesten helt bestående av b-kvarker eller andre tunge subatomære partikler. Forskerne konkluderer med at deres oppdagelse kunne slå moderne teorier om universets fødsel og evolusjon helt.
