CERN이 Z (4430)로 알려진 이상한 입자의 발견 (실제로 확인. 아래 부록 참조)을 발표했다고 들었을 것입니다. 결과를 요약 한 논문이 물리 arxiv에 게재되었으며, 이는 사전 인쇄 (아직 동료 검토되지 않은) 물리 논문의 저장소입니다. 새로운 입자는 양성자보다 약 4 배 더 무겁고 음전하를 띠며 테트라 쿼크라고 알려진 이론적 인 입자 인 것으로 보입니다. 결과는 아직 젊지 만이 발견이 계속되면 중성자 별에 대한 우리의 이해에 영향을 줄 수 있습니다.
물질의 빌딩 블록은 렙톤 (전자 및 중성미자와 같은)과 쿼크 (양성자, 중성자 및 기타 입자를 구성)로 구성됩니다. 쿼크는 전자와 양성자의 1/3 또는 2/3의 전하를 갖는다는 점에서 다른 입자와는 매우 다릅니다. 또한 색으로 알려진 다른 종류의 "충전"을 가지고 있습니다. 전하가 전자기력을 통해 상호 작용하는 것처럼, 색 전하는 강한 핵력을 통해 상호 작용합니다. 그것은 원자핵을 함께 유지하는 작용을하는 쿼크의 색 전하입니다. 색 전하는 전하보다 훨씬 더 복잡합니다. 전하의 경우 단순히 양수 (+)와 반대 음수 (-)가 있습니다. 색상에는 세 가지 유형 (빨간색, 녹색 및 파란색)과 그 반대 (빨간색, 녹색 및 파란색)가 있습니다.
강한 힘이 작용하는 방식으로, 우리는 자유 쿼크를 결코 볼 수 없습니다. 강한 힘은 쿼크가 항상 그룹화되어 색이 중성 인 입자를 형성해야합니다. 예를 들어, 양성자는 3 개의 쿼크 (2 위와 1 위)로 구성되며 각 쿼크는 다른 색입니다. 가시 광선으로 적색, 녹색 및 청색광을 추가하면 백색광이 생겨 무색입니다. 같은 방식으로 빨강, 초록 및 파랑 쿼크를 결합하면 색상이 중립 인 입자를 얻을 수 있습니다. 빛의 색상 특성과의 유사성은 쿼크 전하의 이름이 색상의 이름 인 이유입니다.
각 색상의 쿼크를 3 개의 그룹으로 결합하는 것은 색상 중립 입자를 만드는 한 가지 방법이며,이를 바리온이라고합니다. 양성자와 중성자가 가장 일반적인 남작입니다. 쿼크를 결합하는 또 다른 방법은 특정 색상의 쿼크와 안티 컬러 쿼크를 연결하는 것입니다. 예를 들어, 그린 쿼크와 안티 그린 쿼크가 결합하여 색 중성 입자를 형성 할 수 있습니다. 이 2 쿼크 입자는 meson으로 알려져 있으며 1947 년에 처음 발견되었습니다.
강한 힘의 규칙에 따라 쿼크가 결합하여 중성 입자를 형성 할 수있는 다른 방법이 있습니다. 이들 중 하나 인 테트라 쿼크는 4 개의 쿼크를 결합하는데, 여기서 2 개의 입자는 특정 색을 가지며 다른 2 개의 입자는 대응하는 반색을 갖는다. 펜타 쿼크 (3 색 + 컬러 안티 컬러 페어) 및 헥사 쿼크 (3 컬러 +3 안티 컬러)와 같은 다른 것들이 제안되어있다. 그러나 지금까지 이들 모두는 가상의 것이었다. 이러한 입자는 색이 중립적이지만 안정적이지 않고 바리온과 중간층으로 붕괴 될 수도 있습니다.
테트라 쿼크에 대한 실험적인 힌트가 있지만,이 최신 결과는 4 개의 쿼크가 색 중성 입자를 형성한다는 가장 강력한 증거입니다. 이는 쿼크가 원래 예상했던 것보다 훨씬 더 복잡한 방식으로 결합 될 수 있음을 의미하며 이는 중성자 별의 내부 구조에 영향을 미칩니다.
간단히 말해서, 중성자 별의 전통적인 모델은 그것이 중성자로 만들어 졌다는 것입니다. 중성자는 3 개의 쿼크 (2 개와 1 개)로 구성되지만 일반적으로 중성자 별 내의 입자 상호 작용은 중성자 사이의 상호 작용이라고 생각됩니다. 테트라 쿼크가 있으면 코어 내의 중성자가 테트라 쿼크를 생성하기에 충분히 강하게 상호 작용할 수 있습니다. 이로 인해 펜타 쿼크 및 헥사 쿼크가 생성되거나 쿼크가 색 중성 입자에 얽매이지 않고 개별적으로 상호 작용할 수 있습니다. 이것은 쿼크 스타로 알려진 가상의 물체를 생성합니다.
이것은이 시점에서 모두 가정적인 것이지만, 테트라 쿼크의 입증 된 증거는 천체 물리학 자들이 중성자 별의 내부에 대한 우리의 가정을 재검토하게 할 것이다.
추가: CERN의 결과는 원래의 발견이 아니라 Belle Collaboration의 이전 결과를 확인한 것으로 나타났습니다. Belle 결과는 물리적 검토 서신의 2008 년 논문과 Physical Review D의 2013 년 논문에서 찾을 수 있습니다.
