(c) Graphicstock

Dibaryony – mohou existovat obdoby deuteria z jiných kvarků a exotické periodické tabulky?

Slunce získává energii fúzí vodíku na helium, tato reakce ale probíhá ve více krocích. Jejím meziproduktem je jádro deuteria, deuteron – kombinace protonu a neutronu. Obdobná jádra lze možná vytvářet i z dalších baryonů, tedy částic analogických protonu či neutronu, ale složených z odlišných třech kvarků. Je možné, že takové útvary by mohly být stabilní, možná by na tomto principu mohla existovat i další, těžší „atomová“ jádra z dosud prakticky neznámých částic.
Tvrdí to alespoň vědci z Tata Institute of Fundamental Research ve studiích publikovaných v Nature a Physical Review Letters.

Poznámky PH:
Fúze vodík-helium ve Slunci je složena ze tří následných reakcí. Nejprve vzniká ze dvou protonů (jader lehkého vodíku) deuteron (jádro protonu a neutronu, přebytečný kladný náboj odnese pozitron). Reakcí deuteronu s protonem vzniká helium-3 (1 neutron v jádru). Reakcí dvou jader helia-3 vzniká helium-4 (2 neutrony v jádru) a uvolní se 2 protony.
Baryony: těžké částice (proton je z nich nejlehčí, respektive žádný baryon by neměl být lehčí) složené z lichého počtu kvarků. Mají poločíselný spin, patří tedy mezi fermiony. Působí na ně silná interakce.

Podobně jako je deuteron složen ze 6 kvarků, v nějaké obdobě takového atomového jádra by se mohly uplatnit i kombinace jiných 6 kvarků. Až dosud šlo pouze o teorie bez jakéhokoliv experimentálního důkazu. Také nové výsledky jsou založeny jen na výpočtech pomocí metody kvantové chromodynamiy na mřížce (lattice QCD), k nimiž byl ale nyní využit obří výpočetní výkon. Ten poskytla Indian Lattice Gauge Theory Initiative.
Nilmani Mathur a Parikshit Junnarkar na základě provedených výpočtů předpovídají i existenci celých analogií periodické tabulky. V dibaryonech by se mohly kombinovat kvarky charm (půvabný) a bottom (spodní), tedy nejtěžší z kvarků, eventuálně ještě kvarky strange (podivný). Pro všechny tyto kombinace byly vypočítány hmotnosti „jader“ a autoři výzkumu tvrdí, že stabilita těchto jader by měla s větší hmotností překvapivě růst. Výsledné útvary by měly držet pohromadě silnou interakcí, elektromagnetické odpuzování by jejich stabilitu ohrožovat nemělo, může u nich ale docházet k rozkladu slabou interakcí.
Podobně jako dalšími reakcemi deuteronu vznikají těžší jádra, mohlo by totéž platit i pro další dibaryony. Tím se dostáváme k oněm zmíněným obdobám periodické tabulky s jádry složenými z jiných částic, než jsou protony a neutrony. Některé z těchto syntetických (fúzních) reakcí budou navíc zřejmě provázeny uvolňováním velkého množství energie. Třeba tedy budeme jednou moci získávat energii i z fúze exotických částic…
Výpočty pomocí QCD na mřížce mohou také pomoci chápat procesy probíhající za obřích tlaků a teplot, včetně podmínek ve vesmíru krátce po velkém třesku.

Parikshit Junnarkar et al, Deuteronlike Heavy Dibaryons from Lattice Quantum Chromodynamics, Physical Review Letters (2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.162003
Zdroj: Tata Institute of Fundamental Research/Phys.org a další

Psi dokáží slova rozlišovat přesně, jak jinak

Tedy samozřejmě někteří psi a za určitých okolností. Jenomže přeslechnou se běžně i lidé, takže …

2 komentáře

  1. Ing. Pavel Nedbal

    Toto je přesně to, co by bylo potřeba prověřit; současná klasická hmota z nejlehčích kvarků nám již nestačí. Mohlo by to mít zajímavé měrné teplo, mohly by se z toho vytvořit látky odolávající vysokým teplotám se spoustou aplikací.
    Obávám se ale, že to možné není. Všechny reakce, i ty přes kvantové tunelování totiž vedou ve směru nejnižší energie, takže zase k u a d kvarkům. Nechme se ale překvapit – institut Tata bude asi indický, ti by mohli mít nestandardní postupy.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close