中性子星 (爆発した中重量の星の残骸) 内では、圧力が太陽のコア内よりも 10 億倍も高くなります。何十年もの間、一部の理論物理学者は、そのような条件下で奇妙なタイプの物質が出現する可能性があると推測してきました。それは、クォークと呼ばれる素粒子のスープです。現在、新しい分析は、コールドクォーク物質と呼ばれるそのスープのレシピを修正する必要があることを示しています.正しければ、地球上の粒子加速器がクォーク物質の安定したビットを生成できる可能性があることを示唆しています。それはまた、ストレンジレットと呼ばれる架空の粒子にキボッシュを与えるだろう.
「これは推測に基づく議論ですが、明らかに悪い点は何もありません」と、ニューヨーク州アプトンにあるブルックヘブン国立研究所の原子核理論学者である Robert Pisarski 氏は述べていますが、彼はこの研究には関与していません。
原子核は陽子と中性子で構成されており、それ自体がアップ クォークとダウン クォークのトリオ (粒子の 6 つの「フレーバー」のうちの 2 つ) で構成されており、強力な核力によってしっかりと結合されています。 1970 年代以降、一部の理論家は、中性子星の心臓部のような極端な圧力下では、クォークが強い力の鎖から離れて、冷たいクォーク物質のスープを作る可能性があると予測してきました。彼らはまた、スープの成分が陽子や中性子の成分とは異なるだろうと予測した.彼らの計算では、そのエネルギーを最小化するには、クォーク物質にストレンジ クォークとして知られるクォークの第 3 のフレーバーを含める必要があることが示唆されました。
ストレンジ クォークは、通常は粒子加速器での衝突で一時的にしか発生しませんが、計算では、そのようなストレンジ クォーク物質は通常の核物質よりもエネルギーが低い可能性があることが示唆されました。つまり、ストレンジ クォーク物質、つまりストレンジレットの斑点は安定であり、原理的には通常の原子核がそれらに変化する可能性があるということです。その変換には、アップ クォークとダウン クォークをストレンジ クォークに同時に変換する必要があります。しかし、宇宙線で生成されたストレンジレットや、天体物理学的な激しい出来事から残ったストレンジレットは、無期限に生き残る可能性があります。科学者たちはさまざまな方法でそれらを探してきましたが、これまでのところ成功していません.
現在、カナダのトロント大学の核理論家であるボブ・ホルドムと彼の同僚は、クォークがどのように量子効果を通じて宇宙の真空自体のエネルギーを変化させるかをより正確に推定することで、奇妙なクォーク物質を追放したと言います。クォーク物質の全エネルギーの。 「私たちのモデルでは、真空エネルギーがクォークのフレーバーにどのように依存するかを確認できます」と Holdom 氏は言います。ストレンジ クォークを混合すると、これまで考えられていたよりも大きなエネルギー ペナルティが発生するため、コールド クォーク物質はアップ クォークとダウン クォークだけで構成されるはずである、と研究者は Physical Review Letters の印刷中の論文で報告しています。 .
原子核も明らかにアップダウンクォーク物質に容易には変換されません。チームは、陽子の約 300 倍未満の質量では、表面張力に似た効果がクォーク物質のエネルギーを増加させるため、通常の原子核は安定していると計算しています。しかし、新しい超重元素を作ろうとしている実験者が、これまでに発見された中で最も重い原子核 (原子質量 294 のオガネッソン) をわずかに超えて質量を押し上げることができれば、アップダウン クォーク物質の安定した「ナゲット」を作ることができるかもしれません。
ストレンジクォーク物質はこれで終わりか？おそらくそうではない、とPisarskiは言う。クォークの理論は数学的に扱いにくいので、他の皆と同じように、Holdom は近似モデルに頼らなければならなかった、と彼は言います。 ABC 連邦大学 (ブラジル、サンパウロ) の天体物理学者である Laura Paulucci は、中性子星におけるストレンジ クォーク物質を完全に除外することはできないと付け加えています。中性子星の状態について「彼らが使用している理論が適切かどうかはわかりません」と彼女は言います.
それでも、この研究は、安定したクォーク物質を探している科学者にとって朗報かもしれない、とニューヘブンの南コネチカット州立大学の実験者である Evan Finch は言う。対質量比。クォーク物質について「私たちが間違った場所を探していたのではないかという示唆がある」と彼は言う. 「少し懐疑的ですが、楽しいです。」
冷たいクォーク物質の新しい画像は、世界へのとてつもない脅威を払拭することもできます.スイスの大型ハドロン衝突型加速器の反対派は、アトム スマッシャーが負に帯電したストレンジレットを生成し、暴走プロセスで正に帯電した原子核をむさぼり食う可能性があると主張していました。物理学者は、もしそのような大惨事が起こりうるなら、宇宙からのストレンジレットがずっと前に地球を飲み込んでいただろうと反論した.アップダウン クォーク物質は終末のシナリオを決定的に除外します:正に帯電し、原子核を反発するはずです。
それでも、ほんの少しでも役に立つかもしれない、とホールドムは言う。中性子を衝突させると、エネルギーを生成しながらクォーク物質に変換されると彼は予測しています。
