Nötron Yıldızlarının İçinde Garip Bir Madde Olabilir ve Bu Periyodik Tabloyu Altüst Eder
Bir grup fizikçi, kuarkların(tanecik) – bir tür temel parçacık – aşırı koşullar altında kendilerini nasıl bağladıkları konusundaki bilgilerimizi sorguluyor.Ve bu sorguları, periyodik tablonun kenarının ötesindeki elementlerin düşündüğümüzden çok daha tuhaf olduğunu ortaya çıkarıyor.
Periyodik tablonun derinliklerinde, atom altı parçacıkların eşsiz bir şekilde diziliminden oluşan devasa elementler vardır. Elementler ne kadar derinlere inseler de oganessondan- 118 proton içeren ve 300’ün altında atom kütlesine sahip bir dev- daha büyük olmuyorlar.Bu, proton ve nötronların daha büyük kümeler halinde dizilemeyeceği ya da hala göz kırpma süresinden daha uzun süre durağan kalabileceği anlamına gelmez. Ama temel amaçlardan bahsedecek olursak kimse onu henüz keşfetmedi.
Bilim insanları periyodik tablonun sınırlarının ne kadar genişleyebileceğini tahmin etmeye çalışırken netlik kazanan şey şu: atomlar büyüdükçe onların hareketlerini düzenleyen genel kurallar da değişiyor.
Bu son çalışmada, Toronto Üniversitesi’nden fizikçiler bir atomun proton ve nötronlarını oluşturan parçacıkların aşırı koşullar altında normal bağlarını bozduklarını ve atomun ayrılmaması için yinede yeterlisabitliği sağladığını savunuyorlar.
Kuark adı verilen bu parçacıkların oldukça tuhaf isimli altı türü vardır:yukarı, aşağı, tılsım, acayip, üst ve alt. Protonlar iki tane yukarı ve bir tane aşağı tip içerir. Öte yandan nötronlar, iki yukarı ve tek bir aşağıdan oluşur.Kuarkların yapısı bununla sınırlı değildir; fakat çok azı uzun süre sabit kaldığı için diğer dizilimleri keşfetmek oldukça nadir bir durumdur.
Yaklaşık otuz yıl önce, Edward Witten adında bir fizikçi, bir nötron yıldızının içi gibi yeterli basınç altında tutulursakuarkların bileşimlerinin üçlü halde tutan enerjinin dengeyi sağlayabileceğini öne sürdü.
Bu tuhaf kuark madde( ya da SQM) , tuhaf kuarkların üçlü halinde dizilmiş değil de çok sayıda vızıldayan parçacıkların sıvı hallerinden, yukarı ve aşağının kısmen eşit bir karışımından oluşabilir.
Yukarı ve aşağı quarkların proton ve nötronların içinde grup oluşturmak için yeterince iyi uyum sağladıkları göz önüne alındığında, garip kuarklar işleri karıştırmadan kuark madde yapma olasılığı genel anlamda son bulmuştur.
FizikçiBobHoldom, JingRen, ve ChenZhang’e göre yukarı-aşağı tuhaf maddenin-diğer adıyla udQM gerçek miktarlarını ortaya çıkarmak sadece mümkün olmayabilir hatta tercih edilen bir durum bile olabilir.
Araştırmacılar Phys.org’dan Lisa Zyga’ya yaptığı açıklamalarda şunları söylediler: “Fizikçiler yıllardır SQM(tuhaf kuark madde)’i arıyor. Bizim sonuçlarımıza göre, birçok araştırmacı yanlış yere bakıyor olabilir.”
Ekip işin temeline indi ve büyük bir grup kuarkın en düşük enerji durumunu inceledi. UdQM için temel halin- parçacıkların enerji seviyelerinin sabit durduğu bölüm- aslında hem SQM’den hem de proton ve nötronların içindeki dizgilerin temel halinden daha düşük olabileceğini keşfettiler. Bu yüzden eğer kuark grupları yeterince harekete geçirilirse, yukarı ve aşağılara, tuhaf kuarkların yardımına ihtiyaç duymayan enerjilerin bulunduğu sıvı bir karmaşıklığa dalmaları için kuvvet uygulanabilir. Nötron yıldızları böyle bir kuvvet uygulayabilir; ancak kuvvetler çoğaldıkça atomların içlerinin oldukça yoğun yerler oldukları apaçık ortada.
Ekip, 300’den daha fazla atom kütleli elementlerin aynı zamanda yukarı ve aşağı kuarklarınaçılmasını sağlayacak doğru koşulları sağlayabileceğini öne sürüyor.Bu elementleri yapmak, nötronların süper ağır elementleri oluşturmaları için bir yöntem bulmaları konusunda zorlu bir görev olabilir. Fakat udQM’in alt temel durumları, periyodik tablonun kenarlarının ötesinde sabit bölgelerin habercisi olabilir.
Bu ağır elementlerin tam olarak neye benzediği ya da nasıl hareket ettiklerini söylemek şimdilik zor; ama normal kurallara uymaları pek mümkün değil.Ayrıca udQM’in kozmik ışınlar şeklinde evreni boydan boya geçip muhtemelenDünya’da kalma ihtimali var. Ya da parçacık hızlandırıcılarında bile üretilirler.
Araştırmacılar, “udOM’i nerede arayacağımızı bilmek eski bir fikri başarıyla uygulamamıza yardımcı olabilir: kuark maddeyi yeni bir enerji kaynağı olarak kullanmak.” diyor.
Sabit kuarkparçacıkları, kontrol edilmelerini daha kolay hale getirecek alt kütlelerin bulunduğu proton ve nötronlarda bulunan normal kuark kümeleri gibi hareket etmezler.
Kuark madde reaktörleri kulağa bilim kurgu malzemesi gibi gelebilir. Fakat bu araştırmadan yola çıkacak olursak tamamen yeni bir uygulamalı fizik dalı ufukta olabilir.
Çeviren: Özlem SEİS
Kaynak: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.222001
