Странное дело - Strange matter

Странное дело, или же странная кварковая материя, является кварковая материя содержащий странные кварки. В природе предполагается, что странная материя находится в ядре нейтронные звезды, или, более предположительно, как отдельные капли, размер которых может отличаться от фемтометры (странники ) в километры, как в гипотетическом странные звезды. Ожидается, что при достаточно высокой плотности странная материя будет цветной сверхпроводящий.[нужна цитата ]

Обычный иметь значение, также называемая атомной материей, состоит из атомов, причем почти вся материя сосредоточена в атомных ядрах. В ядерное дело это жидкость, состоящая из нейтроны и протоны, а сами они состоят из вверх и вниз кварки. Кварковая материя - это конденсированная форма вещества полностью состоит из кварки. Если кварковая материя содержит странные кварки, ее часто называют странной материей (или странной кварковой материей), а если кварковая материя не содержит странных кварков, ее иногда называют нестранной кварковой материей.

Определение

В физика элементарных частиц и астрофизика, этот термин используется двояко: один более широкий, а другой - более конкретный.[1][2]

  1. В более широком смысле это просто кварковая материя, содержащая три типы кварков: вверх, вниз и странно. В этом определении есть критическое давление и связанная с ним критическая плотность, и когда ядерная материя (сделанная из протоны и нейтроны ) сжимается за пределы этой плотности, протоны и нейтроны диссоциируют на кварки, образуя кварковую материю (возможно, странную материю).
  2. Более узкое значение состоит в том, что кварковая материя стабильнее ядерной материи, т.е. что истинным основным состоянием материи является кварковая материя. Идея, что это могло произойти, является «гипотезой странной материи» Бодмера.[3] и Виттен.[4] В этом определении критическое давление равно нулю. Ядра, которые мы видим в окружающей нас материи, которые являются каплями ядерной материи, на самом деле метастабильный, и при наличии достаточного времени (или правильного внешнего стимула) распадался бы на капли странной материи, то есть на странные частицы.

Странное вещество, устойчивое только при высоком давлении

Согласно более широкому определению, странная материя может возникать внутри нейтронных звезд, если давление в их ядре достаточно велико (то есть выше критического давления). При таких плотностях и высоких давлениях, которые мы ожидаем в центре нейтронной звезды, кварковая материя, вероятно, была бы странной материей. Предположительно, это могла быть не странная кварковая материя, если бы эффективная масса странного кварка была слишком высокой. Очарование кварки и более тяжелые кварки могут возникать только при гораздо более высоких плотностях.

Нейтронная звезда с ядром кварковой материи часто[1][2] называется гибридной звездой. Однако трудно сказать, действительно ли гибридные звезды существуют в природе, потому что физики в настоящее время мало знают о вероятном значении критического давления или плотности. Кажется правдоподобным, что переход к кварковой материи уже произойдет, когда разделение между нуклоны становится намного меньше их размера, поэтому критическая плотность должна быть примерно в 100 раз меньше плотности ядерного насыщения. Но более точной оценки пока нет, поскольку сильное взаимодействие который управляет поведением кварков, математически трудноразрешим, и численные расчеты с использованием решеточная КХД в настоящее время заблокированы фермионом проблема знака.

Одной из основных сфер деятельности в физике нейтронных звезд является попытка найти наблюдаемые признаки, по которым мы могли бы сказать, из земных наблюдений нейтронных звезд, есть ли у них кварковая материя (возможно, странная материя) в их ядре.

Странное вещество, стабильное при нулевом давлении

Если «гипотеза странной материи» верна, тогда ядерная материя метастабильна против распада на странную материю. Время жизни для спонтанного распада очень велико, поэтому мы не видим, чтобы этот процесс распада происходил вокруг нас.[4] Однако согласно этой гипотезе во Вселенной должна быть странная материя:

  1. Кварковые звезды (часто называемые «странными звездами») состоят из кварковой материи от ядра до поверхности. Они будут иметь несколько километров в поперечнике и могут иметь очень тонкую корку ядерной материи.[2]
  2. Странджлеты представляют собой небольшие кусочки странной материи, возможно, размером с ядро. Они будут образовываться при образовании или столкновении странных звезд или при распаде ядра.[1]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Мэдсен, Джес (1999). «Физика и астрофизика странной кварковой материи». Адроны в плотной материи и адросинтез. Конспект лекций по физике. 516. С. 162–203. arXiv:Astro-ph / 9809032. Дои:10.1007 / BFb0107314. ISBN  978-3-540-65209-0.
  2. ^ а б c Вебер, Ф. (2005). «Странное кварковое вещество и компактные звезды». Прогресс в физике элементарных частиц и ядерной физике. 54 (1): 193–288. arXiv:astro-ph / 0407155. Bibcode:2005ПрПНП..54..193Вт. Дои:10.1016 / j.ppnp.2004.07.001..
  3. ^ Бодмер, А. Р. (1971). «Свернувшиеся ядра». Физический обзор D. 4 (6): 1601–1606. Bibcode:1971ПхРвД ... 4.1601Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.4.1601.
  4. ^ а б Виттен, Эдвард (1984). «Космическое разделение фаз». Физический обзор D. 30 (2): 272–285. Bibcode:1984ПхРвД..30..272Вт. Дои:10.1103 / PhysRevD.30.272.