Kvark csillag

A kvarkcsillag  egy hipotetikus kozmikus objektum , amely az úgynevezett " kvarkanyagból " [1] áll . Egyelőre nem világos, hogy az anyag kvark állapotba való átmenete reverzibilis-e, vagyis a kvarkanyag nyomáscsökkenéssel visszamegy-e neutronanyaggá. Amint azt a modellezés mutatja, a feltehetően kvarkcsillagból álló "kvarkgázban" nagyszámú s-kvarknak kell lennie , ezért néha a kvarkcsillagokat "furcsa" csillagoknak is nevezik [2] .

A kvarkcsillagok létezésének hipotézisét először D. D. Ivanenko és D. F. Kurdgelaidze vetette fel 1965-ben [1] .

Formáció

Feltételezzük, hogy amikor a neutroncsillagokat alkotó degenerált gáz kellő nyomás alatt van a csillag gravitációja vagy az azt létrehozó szupernóva miatt, az egyes neutronok kvarkokká ( u-kvarkok és d-kvarkok ) bomlanak. kvarkanyagot alkotva. Ez az átalakulás korlátozható a neutroncsillag középpontjára, vagy teljesen átalakítható, a fizikai körülményektől függően. Az ilyen csillagokat kvarkcsillagoknak nevezik. [3] [4]

Az anyag tulajdonságai

Az ilyen típusú objektumoknak olyan állapotban kell tartalmazniuk az anyagot, amelyben a modern fizika által ismert mind a négy alapvető anyagkölcsönhatás egyidejűleg aktív:

1. Gravitációs kölcsönhatás ;
2. Elektromágneses kölcsönhatás ;
3. Gyenge nukleáris erő
4. Erős nukleáris erő .

A neutroncsillagok belsejében fennálló körülmények között, ahol a sűrűség rendkívül nagy, de a hőmérséklet jóval 10 12 K alatt van, az elmélet előrejelzése szerint a kvarkanyagnak bizonyos sajátosságai vannak. Fermi folyadékként fog viselkedni, és színes szupravezető képességgel kell rendelkeznie Ilyen extrém körülményeket jelenleg nem lehet újrateremteni laboratóriumokban , így az ilyen anyagokat nem lehet közvetlen kísérletekkel vizsgálni. [5]

Az u- és d-kvarkokból álló kvarkanyag a közönséges atomi anyaghoz képest nagyon magas Fermi-energiával rendelkezik, és csak szélsőséges hőmérsékleten és/vagy nyomáson stabil . Ez arra utal, hogy csak a kvarkanyag maggal rendelkező neutroncsillagok lehetnek stabil kvarkcsillagok. [6] [7]

Furcsa csillagok

Számítások szerint a nagy Fermi-energia , amely alacsony hőmérsékleten és nyomáson instabillá teszi a közönséges kvark anyagot, jelentősen csökkenthető, ha elegendő számú u- és d-kvarkot alakítunk s-kvarkká . Ezt a fajta kvarkanyagot furcsa anyagnak nevezik . Az ilyen anyagokból álló hipotetikus csillagokat furcsa csillagoknak nevezik . [nyolc]

Sztárjelöltek

2021- től a kvarkcsillagok létezése nem tekinthető bizonyítottnak. Elméleti előfeltételei vannak annak, hogy lehetséges a neutroncsillagok kvarkká alakítása [9] . A pulzárokat a kvarkcsillagok jelöltjeként a neutroncsillagok forgási sebességének lehetséges túllépésére vonatkozó forgási periódusuk elemzésének eredményei alapján végzik el . Például az XTE J1739-285 gyorsan forgó pulzárt egy lehetséges kvarkcsillagnak tekintik . Ezenkívül az ilyen objektumok tömegének közel kell lennie a neutroncsillagok megengedett tömegének felső határához , és a legújabb tanulmányok szerint 2–2,5 M ☉ között kell lennie [10] . A következő objektumok valószínűleg az anyag állapotának kvark formájából állnak:

• RX J1856.5-3754 . Ezt az objektumot eredetileg neutroncsillagként fedezték fel, és 150 fényévnyi távolságra található a Naprendszertől, de 2002-ben J. Drake (JJ Drake) és munkatársai a Chandra teleszkóp által szerzett frissített adatok alapján azt javasolták, hogy a A test egy kvarkcsillag lehet, amely a Naprendszertől körülbelül 400 fényév távolságra van, sugara 3,8-8,2 km (a neutroné 12 km-rel szemben) [11] . Ez a feltételezés azonban később nem nyert megerősítést. A csillaggal kapcsolatos új megfigyelések megerősítették a Drake és munkatársai által kapott távolságbecslést, de a jobb spektrumelemzés a sugár újrabecsléséhez vezetett, amely sokkal nagyobbnak bizonyult [12] [13] .
• A Kanadai Calgary Egyetem tudósai szerint a 2006. szeptember 18-án felfedezett fényes szupernóva SN 2006gy maradványa egy kvarkcsillag lehet.
• Relativisztikus objektumok az SN 2005gj , SN 2005ap és ASASSN-15lh szupernóvák helyén .

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 Ivanenko D.D. , Kurdgelaidze D.F. A kvarkcsillagok hipotézise // Asztrofizika. - 1965. - T. 1 . - S. 479-482 .
2. ↑ M. E. Prohorov. Csillagok, kvarkok és neutronok . Astronet (2002. április 15.). Letöltve: 2009. március 12. Az eredetiből archiválva : 2008. június 12. (Orosz)
3. ↑ Shapiro, Stuart L.; Teukolsky, Saul A. Fekete lyukak, fehér törpék és neutroncsillagok: A kompakt  objektumok fizikája . - Wiley, 2008. - ISBN 978-0471873167 .
4. ↑ Neutroncsillagok belsejének fizikája / Blaschke, David; Sedrakian, Armen; Glendenning, Norman K. - Springer-Verlag , 2001. - T. 578. - (Fizikai előadásjegyzetek). - ISBN 978-3-540-42340-9 . - doi : 10.1007/3-540-44578-1 .
5. ↑ Alford, Mark G.; Schmitt, Andreas; Rajagopal, Krisna; Schafer, Thomas. Színes szupravezetés sűrű kvarkanyagban  // Reviews of Modern Physics  . - 2008. - Vol. 80 , sz. 4 . - P. 1455-1515 . - doi : 10.1103/RevModPhys.80.1455 . - Iránykód . - arXiv : 0709.4635 .
6. ↑ Witten, Edward. Fázisok kozmikus szétválasztása  (angol)  // Physical Review D . - 1984. - 1. évf. 30 , sz. 2 . - P. 272-285 . - doi : 10.1103/PhysRevD.30.272 . - .
7. ↑ Farhi, Edward; Jaffe, Robert L. Furcsa anyag  // Physical Review  D. - 1984. - 1. évf. 30 , sz. 11 . - 2379. o . - doi : 10.1103/PhysRevD.30.2379 . - .
8. ↑ Alcock, Charles; Farhi, Edward; Olinto, Angela. Furcsa csillagok  (angol)  // The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1986. - Vol. 310 . - P. 261-272 . - doi : 10.1086/164679 . - .
9. ↑ Segíti a sötét anyag furcsa csillagok születését? // Elementy.ru, 2010 . Hozzáférés dátuma: 2010. október 29. Az eredetiből archiválva : 2011. november 18. (határozatlan)
10. ↑ A számítások masszív kvarkcsillagokra mutatnak. Archiválva : 2011. november 9., a Wayback Machine webhelyen , physicsworld.com , 2010.01.15.
11. ↑ JJ Drake et al. Az RX J1856.5-3754 Quark Star?  (angol)  // Astrophys. J.. - 2002. - 1. évf. 572 . - P. 996-1001 .
12. ↑ WCG Ho et al. Mágneses hidrogénatmoszféra modellek és a neutroncsillag RX J1856.5-3754  //  Mon. Nem. R. astron. Szoc.. - 2007. - 1. évf. 375 . - P. 821-830 .
13. ↑ Lásd még a vitát és a hivatkozásokat a cikkben: A. Yu. Potekhin. Neutroncsillagok fizikája  // A fizikai tudományok előrehaladása . - Orosz Tudományos Akadémia , 2010. - T. 180 . - S. 1279-1304 . (Orosz)

Irodalom

• Kokkede J. Kvarkok elmélete . - M .: Mir , 1971. - S.  27 . — 341 p.
• Superdense QCD Matter and Compact Stars / Blaschke, David; Sedrakian, David. - Springer, 2003. - V. 197. - (NATO Science Series II: Matematika, fizika és kémia). — ISBN 978-1-4020-3428-2 . - doi : 10.1007/1-4020-3430-X .
• A neutroncsillagok belsejének fizikája / Blaschke, David; Sedrakian, Armen; Glendenning, Norman K. - Springer-Verlag , 2001. - T. 578. - (Fizikai előadásjegyzetek). - ISBN 978-3-540-42340-9 . - doi : 10.1007/3-540-44578-1 .
• Előadások a kvarkanyagról / Plessas, Willibald; Mathelitsch, Leopold. - Springer, 2002. - T. 583. - (Fizikai előadásjegyzetek). - ISBN 978-3-540-43234-0 . - doi : 10.1007/3-540-45792-5 .

Linkek

• Popular Mechanic Archivált : 2013. január 8. a Wayback Machine -nél
• Az RX J185635-375 Quark Star? Archiválva : 2017. augusztus 28. a Wayback Machine -nál 
• „Strange” Stars láttán archivált 2011. június 6. a Wayback Machine -nél 
• A Quark Stars produkálhatja a legnagyobb durranást . Archiválva : 2012. november 19. a Wayback Machine -nél 
• Gácsér; Marshall; Dreizler; szabad ember; fruscione; Juda; Kashyap; Nicastro; Borsó. Az RX J185635-375 Quark Star? (angol)  // The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2002. - Vol. 572 , sz. 2 . - P. 996-1001 . - doi : 10.1086/340368 . - . - arXiv : astro-ph/0204159 .
• Sagert, Irina; Wietoska, Mirjam; Schaffner-Bielich, Jürgen. Furcsa egzotikus állapotok és kompakt csillagok  //  Journal of Physics G. - 2006. - Vol. 32 , sz. 12 . — P. S241–S249 . - doi : 10.1088/0954-3899/32/12/S30 . - Iránykód . - arXiv : astro-ph/0608317 .

Szótárak és enciklopédiák	nagy kínai Nagy norvég