Sciencemag.cz
Doporučujeme
Alespoň to tvrdí nový výzkum z MITu a z výsledků se odvozuje i nový popis fungování neutronových hvězd.
Působí to celé dost překvapivě, protože silná interakce k sobě lepí nejen částice v atomovém jádře (tj. drží pohromadě útvar složený z neutronů i stejně elektricky nabitých protonů), ale navíc spojuje kvarky i v samotných protonech a neutronech. Mělo by se tedy jednat o přitažlivou interakci na všech úrovních, alespoň těch „nadkvarkových“.
Na MIT uvádějí, že jejich nový výzkum popisuje situaci, kdy jsou nukleony přimáčknuty těsně na sebe, ještě více než v atomovém jádru. Taková situace v pozemských podmínkách nenastává, ale nejspíš odpovídá neutronové hvězdě nebo jiných extrémně hustým objektům.
Dost nečekané výsledky jsou založeny na analýze dat z urychlovačů. Docílit interakcí mezi protony a/nebo neutrony na potřebně malých vzdálenostech je obtížné i v urychlovačích. Občas se nějakému rychlému elektronu podaří do nukleonu ťuknout tak, že k příslušné situaci dojde, taková interakce se pak dá zjistit (odlišit) měřením hybnosti. Teprve v posledních letech jsou k dispozici technologie (zejména detektory), které umožňují takový typ srážek vůbec zaznamenat, respektive dokázat separovat z jiných dat. Na urychlovači CLAS v Jeffersonově laboratoři nyní takto vědci analyzovali údaje ze srážek biliard (qaudrilllions, 10 na 15) elektronů. Elektronové paprsky interagovaly s fóliemi ze železa, hliníku, olova a uhlíku, tj. pokusy zahrnují chování jader s dost různými poměrem protonů a neutronů. Z nich šlo (podle hybnosti) izolovat situace, kdy se dva nukleony nacházely těsně vedle sebe. Jeden z autorů studie Or Hen o nich vzletně hovoří jako o „kapičkách neutronových hvězd“.
Na velmi malých vzdálenostech se silná interakce stává prakticky nepopsatelnou, může vyvolávat přitahování i odpuzování, uvádí tiskové zpráva z MITu. Konkrétně: příslušné „snímky“ jednotlivých interakcí autoři výzkumu seřadili podle hybnosti. Na velmi krátkých vzdálenostech (vysokých hybnostech) se prý vyskytovalo méně párů neutron-neutron, z čehož má vyplývat, že ty silná interakce od sebe za uvedených podmínek odstrkuje. Právě tento jev možná může za to, proč se neutrony v neutronové hvězdě nepřiblíží ještě víc a nějaká rovnováha vznikne ještě před totálním gravitačním kolapsem. Ve vnějších vrstvách neutronové hvězdy, kde se ještě vyskytuje více protonů, se proton a neutron k sobě mohou přimáčknout ale podstatně víc.
Zjištěné chování silné interakce prý odpovídá jednomu z již dříve navržených 18 teoretických modelů navržených na Argonne National Laboratory (Argonne V18). Příslušný model by tak měl umožňovat výpočty vlastností neutronových hvězd. Možná se přitom půjde obejít i bez výpočtů zahrnují interakce na úrovni kvarků a gluonů (nosičů silné interakce) a omezit se na samotné nukleony. Protony a neutrony si – alespoň podle nové studie – zachovávají i za obřích tlaků svou strukturu, nemění se na „pytle kvarků“. Jádro neutronové hvězdy by pak v jistém ohledu bylo mnohem jednodušší, než se dosud předpokládalo.
Pod výzkumem publikovaným v Nature jsou podepsáni také vědci z Hebrew University, Tel-Aviv University, Old Dominion University, CLAS Collaboration, a CEBAF Large Accelerator Spectrometer (urychlovač částic v Jefferson Laboratory Newport News, Virginia).
Probing the core of the strong nuclear interaction, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2021-6, https://nature.com/articles/s41586-020-2021-6
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology/Phys.org
Poznámka PH: Ovšem ono se uvádí, že silná interakce se vzdáleností roste (tedy v měřítcích, kde vůbec působí). To je samo o sobě natolik antiintuitivní, že už pak to, že na ultramalých vzdálenostech je někdy přitažlivá a někdy odpudivá, už není (subjektivně) o nic podivnější.
Tipnul bych si ze velikost (vyska) te odpudive bariery mezi neutrony bude mit nejaky limit a pri jeho prekroceni se neutrony spoji a vytvori pytel kvarku, takze furt je nadeje na strangeletovou hvezdu, i kdyz se to mozna pak uz prehoupne a hned vznika cerna dira.