A kutatók által kidolgozott elméleti modelleket arra használhatják, hogy megtalálják hiperoncsillagokat sokcsatornás asztrofizikai módszerek (gravitációs hullámok, gamma- és rádióteleszkópok) felhasználásával.

Részecske állatkert

Az atommagban protonokat és neutronokat találunk, ezek pedig kvarkokból állnak. Ha egy részecske három kvarkból áll, akkor barionról beszélünk, ilyen a proton is, amit két u (up-fel) és egy d (down-le) típusu kvark alkot, vagy a neutron, ami két d (down-le) és egy u (up-fel) kvarkból áll.

 

A kvarkok akár hatfélék is lehetnek, ezek elnevezése a könnyebbektől a nehezebbekig: u (up - fel), d (down - le), s (strange - furcsa), c (charm - bájos), b (bottom - alsó), t (top - felső). Az erős kölcsönhatás elmélete, a kvantum-színdinamika kimondja, hogy a kvarkokat önmagukban nem lehet megfigyelni, csak a hadronokban, melyek barionok, antibarionok vagy mezonok lehetnek.

A CERN-ben (nagy hadronütköztető) a nagy energiájú ütközések során nehezebb kvarkok is létrehozhatók, ezekből pedig rövid életű nehezebb barionok, úgynevezett hiperonok is keletkezhetnek. A hiperonokban már nem csupán u és d kvarkok, de a nehezebbek is megjelennek, mint a lambda, a kaszkád, vagy az omega Ω− (sss).

A nagy energiával dolgozó mag- és részecskefizika egyik nagy felfedezetlen titka, hogy hogyan lépnek kölcsönhatásba a különböző kvarkokból álló hadronok, például a barionok. Különösen a nehezebb kvarkok, illetve a belőlük felépülő nehéz hiperonok közötti kölcsönhatás titkai lehetnek érdekesek.

Ahogy említettük, a hiperonok rövid életűek, de a friss kutatás során mégis sikerült a CERN ALICE detektorának segítségével kimutatni a protonok és az Ω− részecskék közötti kölcsönhatást, még az Ω− elbomlása előtt, amiről a Nature szaklap is beszámolt. 

Az ALICE kísérletben a kvark-gluon plazmát kutatják, ami az ősrobbanás utáni első néhány milliomod-másodpercben jött létre. Ez egy forró és sűrű anyag volt, mely egyforma mennyiségben tartalmazta a kvarkokat. Az Univerzum ma már ehhez képest kihűlt, csak a legkönnyebb u és d kvarkokból álló barionok alkotják , hiperonokat csak nagy ritkán találunk. Az igazság az, hogy még nem is bizonyította be senki, hogy létezik-e hiperonokból álló, például s (strange - furcsa) kvarkokat tartalmazó anyag.

„Mai tudásunk szerint hiperonok előfordulhatnak a szupernova robbanások utáni visszamaradt pulzárok szuper-sűrű, hideg maganyagában – azonban ezek direkt megfigyelése nem lehetséges. A hiperoncsillagok, vagy más néven ritkaság-tartalmú csillagok modellezéséhez pontosan ismerni kellene a részecskék közötti kölcsönhatást, ami lehetővé teszi, hogy precízebb elméleti modelleket készíthessünk."

"Ha ez sikerül, akkor például hiperoncsillagokra utaló jeleket kereshetünk a sokcsatornás asztrofizikai megfigyelésekkel: gravitációs hullámokkal, gamma- és rádióteleszkópokkal”

– mondta el dr. Barnaföldi Gergely Gábor a Wigner Nehézionfizikai Kutatócsoport vezetője, az ALICE kísérleti együttműködés tagja.

„Jelen eredmény több szálon is kapcsolódik a Wigner Fizikai Kutatóközponthoz, egyrészt a Nehézionfizika kutatócsoportban elméleti modelleket dolgozunk ki a pulzárok belső szerkezetének megértésére. Emellett a Magyar ALICE Csoport kísérleti kutatás-fejlesztései – az adatgyűjtő rendszer (DAQ), az időprojekciós kamra (TPC) és a belső nyomkövető rendszer (ITS) fejlesztései – jelentősen hozzájárultak ahhoz, hogy az ALICE kísérleti berendezésbe ki tudják mutatni a barion és hiperon részecskék közötti kölcsönhatást.”

(Forrás: MTI, Wigner Fizikai Kutatóközpont Kép: CERN-ALICE)

Ez is érdekelhet:

Új lakó a részecske-állatkertben a CERN fizikusainak jóvoltából A részecske-állatkert a fizika régebbi kifejezése az elemi részecskék viszonylag kiterjedt listájának leírására, összehasonlítva azt egy állatkertben található fajok sokféleségével. Bár a múlt század 60-as évei óta a fizika sokat fejlődött, és már azt is tudjuk, hogy nem minden elemi részecske ami fénylik, azért most nagy örömmel mutatjuk be nektek a legújabb tetrakvarkot.

A CERN merész húzással 23 milliárd eurós szuper-ütköztetőt készítene A CERN korunk egyik igazi csodája, és az Európai Részecskefizikai Laboratórium most új eszközt építhet, hogy feltárják a Higgs bozon titkait, bár még nincs meg hozzá a szükséges anyagi fedezet. A CERN mindazonáltal 2 napja jelentős lépést tett a 100 kilométeres kör alakú szuper-ütköztető megépítése felé, hogy tovább tágítsák a nagy energiájú fizika határait.

A Higgs Bozon hozhatja el az új fizikát, a standard modell utódját A Higgs-bozon 2012-es megtalálása nem csupán a standard modell utolsó részecskéjének felfedezését jelentette. Bebizonyította, hogy az Univerzumban létezik egy háttér-energiamező, ami igazolta azt az elképzelést, hogy az összes tömeggel rendelkező alapvető részecske onnan szerzi meg a tömegét.