Oamenii de știință au găsit primele indicii conform cărora quark-urile, particule subatomice, pot fuziona între ele și pot elibera de zeci de ori mai multă energie decât reacțiile din interiorul stelelor, potrivit unui articol publicat în revista Nature.
„Coliziunile de tetraquarkuri ar trebui să conducă la eliberarea a aproximativ 200 MeV de energie, care este de aproximativ 10 ori mai mare decât să dea naștere la reacții termonucleare. Până în prezent, astfel de reacții nu au nicio aplicație practică, deoarece particulele în care pot apărea au o viață extrem de scurtă. Pe de altă parte, toate acestea indică posibilitatea existenței unei materii exotice stabile, constând din quarkuri „drăguțe”, - a spus Gerald Miller, fizician la Universitatea Washington din Seattle, comentând descoperirea.
Conform conceptelor moderne, toate particulele elementare sunt compuse din obiecte mici pe care fizicienii le numesc quark. Protonii, neutronii și alte particule „grele” numite barioni conțin trei cuarci. Omologii lor mai mici, așa-numiții mezoni, conțin două elemente - quarkul „obișnuit” și antiquarkul, constituentul de bază al antimateriei.
În principiu, teoriile fizice existente astăzi nu exclud posibilitatea ca particule elementare să existe, formate din patru sau chiar cinci quark-uri de „culori” diferite. Relativ recent, oamenii de știință au început să găsească semne ale existenței unor astfel de particule, tetraquarkuri și pentaquarkuri, urmele existenței cărora au fost găsite la LHC și la colizorul Tevatron.
Descoperirea lor, precum și descoperirea exoticului xi-barion, o particulă supraîncărcată cu dublă sarcină pozitivă, i-a făcut pe Marek Karliner și Jonathan Rosner, fizicieni teoretici de la Universitatea din Tel Aviv și Chicago, să se întrebe cum ar putea particule ca aceasta și de ce rămân stabile o perioadă neobișnuit de lungă.
Analizând proprietățile lor, oamenii de știință au ajuns la concluzia că tetraquarkurile și xy-barionii ar trebui să se formeze în timpul coliziunilor altor particule elementare relativ ușoare instabile, în timpul cărora quarcii din interiorul lor vor interacționa între ei, „vor schimba locurile”, vor pierde energie și vor forma mai mult particule grele.
De exemplu, fuziunea a doi barioni lambda conținând un quark greu și doi quarks ușori va duce la producerea de xy-barioni care conțin doi quark grei și un quark ușor și un neutron, format din trei quarks ușori, precum și eliberarea multă energie.
La fel, fizicienii observă că coliziunea a doi mezoni B, particule care astăzi sunt considerate o „fereastră” către lumea „noii fizici”, va duce la nașterea tetraquarkurilor grele și la eliberarea unei cantități similare de energie, precum și la radiații gamma.
Video promotional:
Acest proces, așa cum remarcă oamenii de știință, este un fel de analog al reacțiilor termonucleare din interiorul Soarelui și al altor stele - hidrogen, heliu și alte elemente ușoare din centrul lor se ciocnesc constant și se combină în elemente mai grele, cum ar fi oxigenul, litiul, carbonul sau fierul, eliberând simultan cantități uriașe de energie. De regulă, cu cât sunt mai mari quark-urile din interiorul particulelor care se ciocnesc, cu atât mai multă energie va fi eliberată în reacția „termoquark”.
Nu există încă aplicații practice, inclusiv militare, pentru aceste descoperiri, dar sugerează că în Univers, teoretic, pot exista grupuri de materii sau particule exotice, dar stabile, formate aproape în întregime din quarc-b sau alte particule subatomice grele. Descoperirea lor, concluzionează oamenii de știință, ar putea transforma complet teoriile moderne despre nașterea și evoluția Universului.
