Прежний исполнитель всемирно известного талисмана кварков

Кварковые звезды: что это и откуда они появляются

Что такое кварковые звезды — Как появляются кварковые звезды — Странные звезды и странная материя — Поиск кварковых звезд

Когда сверхновая звезда взрывается, от нее остается либо черная дыра, либо чрезвычайно плотная нейтронная звезда. Однако не все так просто. Расчеты показывают, что существует и третий вариант: «кварковая звезда», еще плотнее нейтронной, но недостаточно плотная, чтобы «схлопнуться» в черную дыру. Гипотезу о существовании кварковых звёзд впервые предложили Дмитрий Дмитриевич Иваненко и Дмитрий Федорович Курдгелаидзе в 1965 году.

Хорошая иллюстрация того, что такое кварки. Атом состоит из протонов и нейтронов, а те в свою очередь – из кварков

Что такое кварковые звезды и как они появляются?

Ранее считалось, что у гибнущей звезды достаточно крупной массы есть только два пути: либо “схлопнутся” в нейтронную звезды – маленькую, но очень тяжелую, либо “схлопнутся” ещё больше и превратится в черную дыру.

Так вот, выяснилось, что в этом процессе что-то может пойти не так. Предполагается, что внутри некоторых нейтронных звезд, буквально балансирующих на границе верхнего предел массы (после которого уже происходит “схлопывание” в черную дыру), при экстремальных температуре и давлении, элементарные частицы распадаются на кварки, создавая сверхплотную фазу кварковой материи. Предполагается, что при этом также появляются некие равновесные силы препятствующие дальнейшему гравитационному коллапсу звезды.

То есть с виду перед нами все та же нейтронная звезда, а вот на деле – уже нечто иное, со свойствами о которым во многом приходится только гадать. Теоретически такой сценарий представляется вполне правдоподобным, но дело в том, что его невозможно доказать ни наблюдением, ни экспериментально, поскольку экстремальные условия, необходимые для стабилизации кварковой материи, не могут быть созданы ни в какой лаборатории и не наблюдаются непосредственно в природе. Устойчивость кварковой материи, а следовательно, и существование кварковых звезд, по этим причинам относится к числу нерешенных проблем физики.

Где могут образовываться кварковые звезды? Очевидно, что наиболее вероятным местом для нахождения материи кварковых звезд, были бы внутренности нейтронной звезды, причем не любой вообще, а той, внутреннее давление которой настолько велико, что элементарные частицы будут распадаться на кварки. В принципе, тех же условий можно достичь и при обычном взрыве сверхновой определенного размера – звезда должна быть достаточно большой, чтобы превратится в нейтронную, но все же недостаточно большой, чтобы образовать черную дыру.

Кварковые звезды должны быть практически неотличимы от обычных нейтронных по всем параметрам, кроме излучения. Так как элементарные частицы в таких звездах уже распались на составные элементы, то и сами кварковые звезды не должны иметь свойств присущих элементарным частицам – т.е., к примеру, они могут иметь крайне слабое радиоизлучение, существенно меньшее электромагнитное поле или температуру поверхности по сравнению с нейтронными звездами.

Различие в строении нейтронной звезды и кварковой звезды.

Странные звезды и странная материя

Что вообще представляет собой гипотетическая “кварковая звезда”? Начнем издалека. Кварк – это фундаментальная частица в Стандартной модели из физики элементарных частиц. Если протон – одна из трех элементарных частиц (протон, нейтрон и электрон), то кварк – часть протона. Сами по себе кварки не наблюдаются и вообще, дать понятию “кварк” простое определение – не получится.

Но, существуют ещё и так называемые “странные кварки” (s-кварк) – третий и самый легкий из всех кварков, тип элементарной частицы. Странные кварки встречаются в субатомных частицах, называемых адронами. Почему они “странные”? Потому что в отличие от “нормальных” кварков u- и d- типов, s-кварки имеют значение квантового числа (изоспина) равное 0. И это… странно, во всяком случае с точки зрения физики элементарных частиц.

Так вот, если странных кварков собирается много, то имеет смысл говорить об “странной материи“, или точнее “странной кварковой материи”. В природе предполагается, что странная материя возникает в ядре нейтронных звезд, в виде отдельных сгустков, которые могут варьироваться по размеру от ничтожных величин до громадных по объему образований. При достаточно высокой плотности странная материя, как ожидается, будет сверхпроводящей и область рядом других удивительных свойств.

И, наконец – если гипотетическая кварковая звезда, будет состоять из странной кварковой материи, то такую звезду имеет смысл называть “странной звездой“, являющуюся отдельным подвидом кварковых звезд.

Интересно тут другое – если обычная кварковая материя, состоящая из верхних и нижних кварков (u- и d-кварков), обладает очень высокой энергией Ферми по сравнению с обычной атомной материей и стабильна только при экстремальных температурах и/или давлениях (т.е. единственными стабильными кварковыми звездами будут нейтронные звезды с ядром из кварковой материи, в то время как кварковые звезды, полностью состоящие из обычной кварковой материи, будут крайне нестабильны и самопроизвольно растворяться), то при большом количестве s-кварков, высокая энергия Ферми, может быть существенно снижена.

Таким образом, теоретически, “первобытные” кварковые звезды рожденные в начале космического фазового разделения случившегося сразу после Большого Взрыва, могут существовать вплоть до наших дней.

Нейтронные и кварковые звезды имеют сходные характеристики, поэтому гарантировано подтвердить наличие или отсутствие во вселенной кварковых звезд, наука пока не может

Зачем искать кварковые звезды?

Считается, что исследование кварковых звезд может пролить свет на процессы, проходившие во Вселенной вскоре после Большого Взрыва, ведь тогда вся она была заполнена именно такой кварковой материей, вдобавок еще и перегретой до триллионов градусов. К сожалению, до сих пор ни один факт наблюдения за подобными объектами не нашел достоверного подтверждения.

Группа китайских ученых во главе с Квон-Сан Ченом (Kwong-Sang Cheng) привели результаты собственного исследования сверхновой SN 1987A, одной из самых близких к нам.

Известно, что если такой процесс сопровождается образованием нейтронной звезды, то он сопровождается единичным сильным выбросом частиц-нейтрино. Однако наблюдая за SN 1987A с помощью сразу двух детекторов нейтрино в Японии и США (Kamiokande II и Irvine-Michigan-Brookhaven), астрономы установили, что выбросов было сразу два, разделенных заметным промежутком времени. Это, по мнению Чена и его коллег, может быть связано с двухступенчатым процессом коллапса сверхновой: сперва в нейтронную звезду, а затем – в кварковую.

«Такая модель вполне обоснованна и интересна, – говорит другой китайский физик Йон-Фен Хуань (Yong-Feng Huang), – она объясняет много важных характеристик сверхновой SN 1987A, и надеюсь, окажется верной».

Впрочем, последнее слово должны сказать новые рентгеновские орбитальные телескопы, которые готовятся к запуску через несколько лет: расчеты показывают, что именно на этих длинах волн нейтронные и кварковые звезды должны выглядеть совсем по-разному. Однако, имеющиеся аппараты не обладают достаточной мощностью для подобных исследований.

По состоянию на 2015 год существование кварковых звёзд считается недоказанным.

Источник

Как выглядит самая маленькая частица во Вселенной?

Многие из вас могут наивно полагать, что самой маленькой частицей во Вселенной является атом. Что же, атом действительно считался мельчайшей и неделимой частицей вплоть до открытия в 1897 году Джозефом Томпсоном электрона; протона, который был открыт в 1920 году Эрнестом Резерфордом, а в 1932 году и нейтрона, который впервые был обнаружен английским физиком Джеймсом Чедвиком. Спустя почти 100 лет, мы знаем, что все во Вселенной состоит из кварков — загадочных частиц, которые принимают активное участие в гравитационных и электромагнитных взаимодействиях. Так что же такое кварк и как он выглядит?

Кварки — самая маленькая частица во Вселенной

Что такое кварк?

Кварк — наименьшая частица мироздания. Именно из кварков состоят все электроны, нейтроны и протоны атомов, каждый из которых был образован 13,7 миллиардов лет назад сразу после Большого Взрыва. Спустя несколько минут после рождения Вселенной, наше мироздание смогло остынуть настолько, что смогли образоваться первые элементарные частицы — кварки и электроны. Кварки соединились друг с другом, образовав ядро атомов. Спустя примерно 400 000 лет Вселенная смогла остынуть настолько, что произошло замедление в движении электронов, позволив атомным ядрам их захватить. Именно таким образом все видимое и невидимое нам пространство смогло обзавестись первыми атомами гелия и водорода, которые, между прочим, все еще остаются самыми распространенными веществами во Вселенной.

Как выглядят атомные частицы?

Наиболее крупными атомными частицами считаются протоны и нейтроны, которые несколько тяжелее электронов и располагаются прямо в самом центре атома. Электроны же образуют легковесное облако, которое вращается вокруг атомного ядра. Известно, что вес 1800 электронов соответствует одному тяжеловесу-протону. Помимо этого, добавление хотя бы одного протона к атому приводит к образованию нового вещества с отличными от оригинала свойствами, причем добавление лишнего нейтрона создает всего лишь изотоп вещества или же просто более тяжелую его версию.

Ядро атома состоит из протонов, нейтронов и электронов, которые, в свою очередь, состоят из кварков

Наиболее крупными атомными частицами считаются протоны и нейтроны, которые несколько тяжелее электронов и располагаются прямо в самом центре атома. Электроны же образуют легковесное облако, которое вращается вокруг атомного ядра. Известно, что вес 1800 электронов соответствует одному тяжеловесу-протону. Помимо этого, добавление хотя бы одного протона к атому приводит к образованию нового вещества с отличными от оригинала свойствами, причем добавление лишнего нейтрона создает всего лишь изотоп вещества или же просто более тяжелую его версию.

Как уже говорилось выше, абсолютно все элементарные частицы состоят из кварков. которые представляют из себя основу мироздания. Интересный факт: Название “кварк” было взято в одном из романов известного в XX веке писателя-модерниста Джеймса Джойса, который необычным словом решил обозначить звук, воспроизводимый утками.

Джеймс Джойс — писатель, благодаря которому появился термин «кварки»

Сами же кварки подразделяются на 6 так называемых “ароматов”, каждый из которых обладает своими собственными характеристиками или “цветом”. Кроме того, каждый из 6 типов кварков обладает и собственным весьма оригинальным именем. Так, помимо нижнего и верхнего видов кварков, существуют также странный, очарованный, прелестный и истинный кварки.

Конечно же, “странность” или “прелестность” кварков сильно отличаются от привычных нам понятий. Точно так же, как и понятие цвета кварков на самом деле имеет в виду далеко не их оттенок, но способ взаимодействия кварков и других микрочастиц — глюонов. Что ж, фантазия ученых иногда умеет удивлять.

Если вам нравится данная статья, предлагаю вам посетить наш канал на Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезной информации из мира науки и техники.

В любом случае, кварки представляют из себя по-настоящему уникальные частицы, от которых во всех смыслах зависит существование нашей Вселенной в том виде, в котором мы ее знаем. Быть может, тайна возникновения Большого взрыва и наше постижение основных законов Вселенной действительно зависят от одной крошечной песчинки, которая в тысячи и тысячи раз меньше атома.

Источник

«Спустя 9 лет опять трагедия»: истории погибших в крушении Ан-26 на Камчатке

Обломки самолета, следовавшего из Петропавловская-камчатского в Палану, обнаружили в море. На борту было 28 человек.

Фото: ТАСС / Смитюк Юрий

В результате крушения Ан-26 погибли 28 человек — все, кто находился на борту, следовавшего по маршруту Петропавловск-Камчатский — Палана. Среди них много совсем молодых людей, которым не исполнилось и 30 лет.

Одному из самых младших — Артему Тищенко — месяц назад исполнилось 17 лет. Как и многие сверстники, увлекался машинами и спортом. Судя по соцсетям, незадолго до трагедии он сделал трогательную татуировку «Только мама достойна любви».

ВКонтакте @a.tischenko2020

Среди погибших был совсем молодой летчик Александр Анисимов. В 2017 году он окончил Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации. В июле ему могло исполниться 28 лет.

ВКонтакте / Александр Анисимов

Широкова Мария — 22-летняя девушка. Ее семейная жизнь только начиналась. По информации 5-tv.ru, 31 августа прошлого года она вышла замуж.

Instagram @_olegmaria_shirokovy_

35-летний Иван Сивак перед вылетом в Палану опубликовал на своей странице в Instagram фото из самолета. В комментариях брат пожелал ему удачи. В те часы, когда выяснялась судьба пропавшего Ан-26, под его публикацией многие писали, что молятся за его спасение и спасение других пассажиров.

«Братиш, ты давай живи!» — написал родственник в надежде на хороший исход.

Instagram @memu.ivan

30-летняя Екатерина Поникарова возвращалась из отпуска домой. Об этом 5-tv.ru рассказала сестра погибшей.

В салоне самолета пассажирка сделала трогательную фотографию с котом в переноске.

Соцсети

Один из членов экипажа Рюстем Завгаров кроме авиации занимался еще и музыкой. Марина Пастухова — организатор музыкальных фестивалей «Камчатская гитара» — рассказала 5-tv.ru, что тот неоднократно участвовал в мероприятии и помогал ей на концертах. Иногда он выступал с авторской песней в одном из местных кафе.

«Очень отзывчивый, надежный, готовый всегда прийти на помощь, когда у него есть возможность. Очень скромный. Когда объявляла ему благодарность, всегда смущался», — поделилась женщина.

Также на борту была Ольга Мохирева — 42-летняя глава поселка Паланы. У нее осталось двое детей-подростков — сын и дочь — и супруг.

Ok.ru / Ольга Мохирева

Погибла в катастрофе и многодетная мать из рокового поселка Юлия Суровцева, воспитавшая двух дочерей — 6 и 14 лет — и 20 летнего сына. Она была коллегой Мохиревой и руководителем отделом опеки и попечительства администрации.

ВКонтакте @id30688749

Житель Петропавловска-Камчатского Максим Артемьев рассказал, что жители региона друг с другом знакомы через пару рукопожатий и из-за случившегося переживает и волнуется вся Камчатка.

Уроженец Паланы Алексей, а ныне житель Петропавловска-Камчатского, рассказал, что в числе погибших были его одноклассники. И это не первый раз, когда он теряет знакомых в авиакатастрофе.

«Я знал некоторых людей, у меня одноклассники там есть. Спустя девять лет опять трагедия. Когда Ан-28 разбился, там были знакомые», — поделился он.

Речь идет о крушении , которое случилось 12 сентября 2012 года. Самолет Ан-28, выполнявший рейс из Петропавловская-Камчатского в Палану разбился, предварительно, из-за нарушения экипажем схемы захода на посадку. В крови обоих членов экипажа был обнаружен алкоголь.

Связь с Ан-26 прервалась 6 июля после отправления. Он вылетел из Петропавловска-Камчатского в поселок Палана. При заходе на посадку экипаж аппарата не вышел на связь. Через несколько часов спасатели нашли обломки пропавшего в Камчатском крае.

Источник