Strangelet
Un strangelet este o particulă ipotetică, o stare legată care conține quarkuri ciudate care, dacă ipoteza materiei ciudate ar fi corectă, ar putea fi mai stabilă decât stările legate ale quark-urilor de materie obișnuită ( quarks sus și quarks descendenți ), cum ar fi i protoni și neutroni . Potrivit teoriei, un strangelet ar trebui să fie compus dintr-un număr egal de quark sus , quark descendent și quark ciudat și ar forma unitatea fundamentală a materiei ciudate, care, la rândul său, ar forma stele ciudate . Mai general, un strangelet poate fi definit ca un fragment izolat de materie ciudată. Acesta din urmă a fost propus ca candidat la constituirea materiei întunecate .
Posibilitate teoretică
Ipoteza materiei ciudate
Particulele cunoscute compuse din quarkuri ciudate sunt instabile datorită faptului că acesta este mai greu decât quarcurile în sus și în jos, deci particulele ciudate, cum ar fi particula lambda , care conține un quark în sus, un quark în jos și un quark ciudat, își pierd întotdeauna ciudățenie , descompunându-se în particule mai ușoare care conțin doar quarcuri în sus și în jos prin interacțiunea slabă . Cu toate acestea, stările de materie cu un număr mare de quarkuri pot să nu fie supuse acestei instabilități: conform acestei ipoteze, atunci când există un număr suficient de mare de quarkuri legate între ele, cel mai mic nivel de energie se dovedește a fi cel în care există mai mult sau mai puțin același număr de quarcuri sus, jos și ciudate, iar această compoziție a materiei se numește strangelet. Această stabilitate ar fi creată în virtutea principiului excluziunii Pauli : de fapt, fiind prezente 3 tipuri de quark, contrar a ceea ce se întâmplă în materia obișnuită care are doar quarks în sus și în jos, mai mulți quarks pot fi plasați la niveluri superioare de energie.
Relația cu nucleii
Un nucleu este o grupare a unui număr mare de quarcuri în sus și în jos, care la rândul lor sunt limitate în triplete care alcătuiesc protoni și neutroni . Conform ipotezei materiei ciudate, straneletele sunt mai stabile decât nucleele, astfel încât se așteaptă ca nucleele obișnuite ale materiei să se descompună în stranghete. Cu toate acestea, acest proces s-ar putea dovedi extrem de lent, deoarece există un decalaj energetic mare de depășit: numai dacă apar numeroase descompuneri simultane, numărul de quarkuri ciudate ar putea ajunge la punctul critic care ar determina starea materiei să treacă la o energie mai mică nivel. Este foarte puțin probabil ca acest lucru să se întâmple, prin urmare, chiar dacă ipoteza materiei ciudate rămâne corectă, nu va exista niciodată o descompunere a unui nucleu atomic într-un strangelet, deoarece timpul necesar pentru acest lucru se estimează a fi mai mare decât vârsta a 'universului.
Dimensiuni
Stabilitatea stranghelelor depinde de mărimea lor. Acest lucru se datorează prezenței tensiunii superficiale care se creează între quark și vid, care este mai relevantă în stranghelele mici decât în cele mari. Mai mult, un strangelet se înconjoară cu un nor de electroni / pozitroni care creează un ecran încărcat electric în jurul „nucleului”, dar pentru ca sarcina internă să fie neutră, dimensiunile strangeletului trebuie să fie comparabile cu cele ale materiei obișnuite. Distanța acestui ecran de nucleul quark tinde să fie în jurul ordinii femtometrelor , astfel încât doar câteva femtometre externe ale unui strangelet pot încărca sarcina .
Nu se știe care este tensiunea superficială a materiei ciudate. Dacă ar fi mai mică decât o anumită valoare critică (câțiva MeV pe femtometru pătrat), strangeletele mai mari ar tinde să se descompună în stranghetele mai mici; cu toate acestea, acest lucru ar putea fi contrabalansat de gravitație în interiorul unei stele ciudate . Dacă, pe de altă parte, tensiunea superficială ar fi mai mare decât valoarea critică, stranghelele ar fi cu atât mai stabile cu cât sunt mai mari.
Pericole
Dacă ipoteza materiei ciudate este corectă, un strangelet încărcat negativ produs într-un accelerator care întâlnește materie obișnuită ar putea să-l transforme pe acesta din urmă în materie ciudată (adică compusă din quarkuri ciudate), ceea ce ar declanșa o reacție în lanț care ar duce la conversia tuturor materiilor pe Pământ în materie ciudată.
Dacă strangeletul produs ar avea o sarcină pozitivă, nu ar exista consecințe periculoase. [1]
Notă
- ^ Tom Siegfried, 2002, The Strange Universe, Ediții Dedalo, p. 45-47.
