Кафедра інформатики КПНУ ім. І. Огієнка

Studies in tota vita

Відкриття фізиками Європейської організації ядерних досліджень CERN екзотичної елементарної частки Z(4430), що складається з чотирьох кварків. Ця частка в чотири рази масивніше за протон, вона має негативний електричний заряд і відноситься до класу теоретичних часток, відомих, як тетраквакрові частки. Не дивлячись на те, що дослідження таких часток знаходяться ще на самому ранньому етапі, деякі учені вважають, що зроблене відкриття може зробити величезний вплив на деякі області астрофізики, зокрема на розуміння процесів, що відбуваються в нейтронних зорях і в інших екзотичних космічних об'єктах.

Елементрна частинка

Вся матерія в навколишньому світі складається з елементарної "цегли", такої як лептони, до якої відносяться електрони і нейтрино, і кварки, з яких складаються протони, нейтрони і інші частки. Кварки відрізняються від інших часток наявністю "дробового" електричного заряду, який дорівнює одній або двом третім частинам від заряду електрона або протона. Окрім цього кварки мають інший вигляд заряду, який вчені називають кольором кварка. Подібно до того, як електрично заряджені частки взаємодіють між собою через електромагнітні сили, кварки, що мають різні кольори, взаємодіють за допомогою сил сильних ядерних взаємодій. І завдяки цим взаємодіям частки, з яких складаються ядра атомів, скріплюються в єдине ціле.

"Кольоровий" заряд кварка має складнішу природу, ніж простий електричний заряд, в якого може бути лише два значення, - позитивний і негативний. Кольорові заряди бувають трьох основних типів, червоного, зеленого, синього, і три протилежних - античервоного, антизеленого і антисинього.

Елементарна частинка 2

Із-за участі сил сильних ядерних взаємодій ми ніколи не зможемо спостерігати кварки у вільному стані. Сильні взаємодії визначають те, що всі кварки завжди групуються, формуючи крупніші частки, що мають нейтральний кольоровий заряд. Наприклад, протон складається з трьох кварків, два верхніх і одного нижнього, кожен з яких має різний колір. Сума червоного, зеленого і синього кольорів дає сумарний нейтральний білий колір. І сумарний колір будь-якої іншої відомої частки буде також нейтральним білим кольором.

Об'єднання трьох кварків різних кольорів є найпростішим способом створення нейтральних часток, відомих як баріони. Протони і нейтрони є найпоширенішими представниками баріонів. Але іншим способом здобуття нейтрального кольору кінцевої частки є об'єднання кварка з певним кольором з кварком, що має протилежний колір. Наприклад, нейтральну частку можуть утворити кварки зеленого і антизеленого кольорів. Такі частки, що складаються з двох кварків, були виявлені в 1947 році і відомі як мезони. Наприклад, позитивно заряджений піон складається з верхнього кварка і верхнього антикварка.

По правилах сильних ядерних взаємодій нейтральна частка може бути сформована з чотирьох кварків, два з яких мають певні кольори, а ті, що залишилися є антиподами перших двох. Такий підхід дозволяє допустити існування і зовсім екзотичних варіантів, таких як 3 кольори + 1 пара колір-антиколір або три пари колір-антиколір. Але такі частки будуть украй нестабільними і вони вмить розпадуться на простіші баріони і мезони.

Експериментальне виявлення нейтральних часток-тетракварків служить підтвердженням тому, що кварки дійсно можуть об'єднуватися складнішими способами і процеси за участю таких складних часток можуть відбуватися в надрах нейтронних зорь. Традиційна модель нейтронної зорі має на увазі те, що цей об'єкт складається виключно з нейтронів, які, у свою чергу, складаються з трьох кварків різного кольору. До останнього час вважався, що всі процеси усередині нейтронних зорь визначаються виключно взаємодією між нейтронами, але умови усередині нейтронних зірок і бурхливою там енергією такі, що там можуть почати формуватися тетракварки і навіть складніші частки - пентакварки і гексакварки. Деякі вчені навіть допускають те, що умови в надрах нейтронних зірок можуть послужити причиною тому, що там існують вільні кварки, не зв'язані в нейтральні кольорові частки. І це може привести до формування гіпотетичних космічних об'єктів, званих кварковими зірками.

Всі висловлені вище думки є лише гіпотетичними припущеннями. Але безперечні докази можливості існування тетракварків вимушують вчених-астрофізиків передивлятися сталі теорії і по-новому поглянути на деякі припущення, що стосуються нейтронних зірок, які раніше вважалися повністю абсурдними.

Джерело: http://www.dailytechinfo.org

Gravatar

Comments

Comments are closed on this post.