La materia strana non è proprio come quella a cui siamo abituati. © iStockphoto.com/dra_schwartz Strana materia, come lo chiamano gli scienziati, è indiscutibilmente strano. È diverso da qualsiasi cosa sulla Terra. Per uno, è più pesante della nostra materia, ma questo è solo l'inizio. La nostra amata questione è organizzata. È fatto di atomi, che contengono nuclei ricchi di protoni e neutroni. Infatti, Nostro quark , che sono particelle di base, rimanere ben confezionati all'interno dei protoni e dei neutroni. Ma in una cosa strana, non ci sono confini; è solo un grumo in cui i quark impazziscono, roaming dall'alto verso il basso e da un capo all'altro.
Abbiamo già detto che non si sa che la materia strana esiste da nessuna parte nell'universo? Questo è un dettaglio importante. I fisici hanno avuto l'idea della materia strana negli anni '70 quando si sono chiesti cosa sarebbe successo se protoni e neutroni fossero stati schiacciati in modo sovrumano [fonte:Freedman].
Ripetiamo una versione simile del loro esperimento teorico, immaginando di avere un atomo di ferro, più un pistone in grado di schiacciarlo con una forza enorme. Comprimendo il nucleo dell'atomo di ferro, aggiungiamo energia ai suoi 26 protoni e 30 neutroni. Se premiamo abbastanza forte, i protoni e i neutroni esploderanno in quello di cui sono fatti:particelle più piccole chiamate quark . Avremo quindi un pasticcio di quark -- il tipo di quark chiamato "up" e "down, " che hanno determinate masse e sono gli unici tipi che si trovano nella materia sulla Terra. Schiacciando ancora di più, sottolineeremo così tanto i quark up e down che alcuni cambiano identità. Alcuni diventeranno molto più pesanti e diventeranno strani quark . Il nostro familiare atomo di ferro sarà scomparso da tempo. Lo avremo schiacciato in un uguale mix di up, down e strani quark - in altre parole, in un strano. Uno Strangelet è un piccolo pezzo di strana cosa .
I fisici lo trovavano troppo irresistibile per non continuare a giocare con la materia strana. Si chiedevano cosa sarebbe successo se avessero rilasciato la pressione sull'ipotetico Strangelet appena creato. Si trasformerebbe immediatamente nell'atomo di ferro ordinato? Edward Witten dell'Institute for Advanced Study ha suggerito che forse lo Strangelet sarebbe rimasto in giro. Infatti, forse sarebbe più stabile dell'atomo di ferro o di qualsiasi altra materia sulla Terra.
Nella pagina successiva, la nostra storia passerà da strana a spaventosa.
stelle di neutroni, una possibile fonte di materia strana, risplendi qui come luminoso, sorgenti puntiformi contro bolle di gas di milioni di gradi in questa immagine dall'Osservatorio Chandra in orbita. NASA/Newsmaker Potrebbe esserci materia strana sulla Terra ora? I fisici l'hanno considerato. Hanno campionato la nostra acqua e altra materia, trovare nulla. Hanno considerato la possibilità di creare materia strana in acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider, dal momento che potrebbe sbattere insieme i nuclei atomici abbastanza forte da far fuoriuscire i quark dagli atomi e potenzialmente convertirne alcuni in quark strani. Ma i revisori della sicurezza hanno concluso che gli acceleratori di particelle creano così tanto calore da fondere potenziali Strangelet. La probabilità di creare materia strana in un acceleratore di particelle sarebbe bassa come fare "un cubetto di ghiaccio in una fornace, " hanno concluso i revisori [fonte:Ellis].
I fisici hanno anche considerato se la materia strana potesse esistere nello spazio. Hanno bocciato l'idea che avrebbe potuto essere realizzato nell'universo primordiale e sono rimasti in giro [fonte:Farhi]. Sono scettici sul fatto che sia fatto da atomi pesanti, che vengono scagliati nello spazio da violenti processi astrofisici, colpendo altri atomi pesanti nel processo [fonte:Jaffe].
Edoardo Farhi, un fisico del MIT che ha ricercato le stranezze, pensa che il posto più probabile per trovare cose strane sia in stelle di neutroni . Queste stelle che collassano comprimono con forza il loro interno. "Al centro, hai densità e pressioni abbastanza grandi da formare materia strana. Se nel nucleo si formava materia strana, si divorerebbe e consumerà la stella, " dice Farhi. Sotto la sua crosta, la stella diventerebbe un grumo di materia strana, o un strana stella . Se due strane stelle si scontrassero, potrebbero mandare materia strana a sbandare verso la Terra, dice Farhi.
Come può la materia strana essere pericolosa? In circostanze speciali, "mangia" altra materia. Affinché ciò avvenga, la materia strana deve essere più stabile della materia che incontra e non respingerla. Se tali condizioni sono soddisfatte, l'altra materia "vorrà" convertirsi in materia strana, e il contatto tra i due farà andare avanti le cose. Il risultato sarebbe una palla di materia strana in continua crescita, bruciando attraverso la materia come una palla di fuoco.
Affinché uno scenario così disastroso si verifichi sulla Terra, strana materia dovrebbe rimanere per più di una frazione di secondo alle pressioni terrene, e non sappiamo se può farlo. Dovrebbe anche essere caricato negativamente.
Infatti, la potenziale materia strana sarebbe probabilmente caricata positivamente, dice Farhi. E poiché la materia sul nostro pianeta (noi compresi) ha nuclei atomici carichi positivamente, respingerebbe la materia strana. "Se avessi un piccolo grumo sul tavolo, sarebbe semplicemente seduto lì, "dice Farhi.
Lo scenario cambierebbe se la materia strana fosse caricata negativamente, e una sua sfera stava rotolando alla follia sulla Terra. "Probabilmente lo sapresti perché crescerebbe e consumerebbe tutto al suo confine, " dice Farhi. Attratto dai tuoi nuclei atomici, la palla di materia strana ti risucchierebbe, e saresti finito. Un po' come una moderna incarnazione del Blob.
Hai contato i "se" che ti abbiamo lanciato finora? Se esistesse materia strana nello spazio, se fosse scagliato contro la Terra, se fosse stabile alle pressioni nello spazio e sulla Terra, se fosse più stabile della nostra materia e se fosse caricato negativamente, potrebbe trasformarti in un ammasso di quark ribelli. quindi no, probabilmente non dovresti aver paura di cose strane, ma è divertente pensarci.
Alla ricerca di materia stranaCome possono gli scienziati cercare la materia strana se nessuno l'ha mai vista? Bene, in realtà sanno che aspetto avrebbero i frammenti di materia strana sulla Terra se non fosse pericoloso. Assomiglierebbe ai nostri atomi normali:un nucleo caricato positivamente fatto di quark, con elettroni intorno -- solo più pesanti.
