한 물리학 자 한 쌍의 아 원자 사건 발견이 너무나 강력해서 공개하기에는 너무 위험한지 궁금해했다.
폭발적인 사건? 듀오는 바닥 쿼크라고 알려진 두 개의 작은 입자가 이론상 강력한 플래시로 함께 융합 될 수 있음을 보여 주었다. 결과 : 더 큰 아 원자 입자, 핵으로 알려진 두 번째 여분의 입자, 그리고 우주로 쏟아지는 전체 에너지 혼란. 이 "쿼크 스플 로션 (quarksplosion)"은 수소 폭탄의 핵심에서 발생하는 개별 핵융합 반응에 대한 훨씬 강력한 아 원자 유사체 일 것이다.
쿼크는 일반적으로 원자 내부의 중성자와 양성자를 구성하기 위해 서로 달라 붙는 작은 입자입니다. 그들은 위, 아래, 위, 아래, 이상하고 매력의 6 가지 버전 또는 "맛"으로 제공됩니다.
아 원자 수준에서의 에너지 사건은 메가 전자 볼트 (MeV)로 측정되며, 두 개의 하부 쿼크가 융합되면 물리학 자들은 138 MeV를 생산합니다. 이는 수소 폭탄에서 발생하는 개별 핵융합 사건보다 8 배나 더 강력합니다 (본격적인 폭탄 폭발은 수십억 건의 사건으로 구성됨). H 폭탄은 중수소와 트리톤으로 알려진 작은 수소 핵을 융합하여 인간 무기고에서 가장 강력한 폭발과 함께 헬륨 핵을 생성합니다. 그러나 핵무기에 관한 연구와 데이터를 수집하는 웹 사이트 인 Nuclear Weapon Archive에 따르면 폭탄 내부의 각각의 반응은 약 18 MeV 만 방출한다고한다. 그것은 융합 바닥 쿼크의 138 MeV보다 훨씬 적습니다.
이스라엘 텔 아비브 대학교 (Tel Aviv University)의 공동 연구원 인 마렉 칼리 너 (Marek Karliner)는 라이브 사이언스에 말했다. "다행히도, 그것은 한 번의 속임수입니다."
융합 반응만큼 강력하지만, 그 자체로 융합의 단일 사례는 전혀 위험하지 않습니다. 수소 폭탄은 연쇄 반응에서 한 번에 수많은 핵이 연속적으로 융합되어 엄청난 힘을 얻습니다.
시카고 대학 (University of Chicago)의 Karliner와 Jonathan Rosner는 하단 쿼크에서는 이러한 연쇄 반응이 가능하지 않다고 결정했으며, 게시하기 전에 동의 한 동료들과 개인적으로 그들의 통찰력을 공유했습니다.
Karliner는 "마이크로 초 동안 이것이 군사 응용 프로그램을 가지고 있다고 생각했다면 출판하지 않았을 것"이라고 말했다.
연쇄 반응을 일으키기 위해서는 핵폭탄 제조업자가 대량의 비축 물을 필요로한다. 바닥 쿼크의 중요한 특성으로 인해 비축이 불가능합니다. 생성 된 지 1 초 만에 또는 단 한 알의 소금 길이의 절반을 이동하는 데 빛이 걸리는 시간에 존재하지 않습니다. 그 시간이 지난 후, 그들은 쿼크 (up quark)라고 알려진 훨씬 더 일반적이고 에너지가 적은 종류의 아 원자 입자로 붕괴됩니다.
과학자들은 수 마일의 입자 가속기 내에서 바닥 쿼크의 단일 융합 반응을 생성 할 수 있다고 말했다. 그러나 액셀러레이터 내부에서도 세계에서 손상을 입힐 수있는 충분한 양의 쿼크를 조립할 수 없었습니다. 따라서 하부 쿼크 폭탄에 대해 걱정할 필요가 없습니다.
Karliner 박사는이 발견은 에너지를 방출하는 방식으로 아 원자 입자를 함께 융합 할 수 있다는 최초의 이론적 증거이기 때문에 흥미 롭다고 밝혔다. 그것은 매우 작은 입자의 물리학에서 새로운 영역이며, 제네바 근처의 거대한 입자 물리 실험실 인 CERN의 Large Hadron Collider에서 실험을 통해 가능해졌습니다.
물리학 자들이이 발견을 한 방법은 다음과 같습니다.
CERN에서 입자는 서로 충돌하기 전에 17 마일 길이 (27 킬로미터)의 지하 링을 아주 빠른 속도로 압축합니다. 그런 다음 과학자들은 강력한 컴퓨터를 사용하여 이러한 충돌의 데이터를 조사하고 때로는이 연구에서 이상한 입자가 나옵니다. 6 월에는 특히 "매력적인 매력"바리온 또는 중성자와 양성자의 부피가 큰 사촌 인 "하단"과 "상위"쿼크의 두 사촌으로 구성된 충돌에서 데이터에 이상한 것이 나타났습니다. "참"쿼크로 알려져 있습니다.
이제 매력 쿼크는 양성자와 중성자를 구성하는 일반적인 쿼크와 다운 쿼크에 비해 매우 무겁습니다. 그리고 무거운 입자들이 서로 결합 할 때, 질량의 큰 덩어리를 결합 에너지로 변환하고, 어떤 경우에는 우주로 탈출하는 잔재 에너지를 생성합니다.
Karliner와 Rosner가 발견 한 두 개의 매력 쿼크가 합쳐지면 입자는 약 130 MeV의 에너지와 결합하여 남은 에너지 (12 %)가 남은 에너지에서 분출된다 (듀 트론-트리톤 융합 에너지의 3 분의 2). 그 매력적인 융합은 이런 식으로 에너지를 방출하는 것으로 밝혀진이 규모의 입자들의 첫 번째 반응이었으며, Nature 지에 어제 (11 월 1 일) 출판 된 새로운 연구의 헤드 라인 결과입니다.
280 MeV의 에너지와 결합하여 융합 할 때 138 MeV를 뱉어내는 두 개의 하부 쿼크의 훨씬 더 강력한 융합은 발견 된 두 반응 중 두 번째이며 더 강력합니다.
지금까지 이러한 반응은 전적으로 이론적이며 실험실에서는 입증되지 않았습니다. 그 다음 단계는 곧 올 것입니다. Karliner는 향후 몇 년 안에 CERN에서이 반응을 보여주는 첫 번째 실험을 보게 될 것이라고 말했다.
편집자 주 : 이 기사는 최고 쿼크가 중성자와 양성자를 구성한다는 진술을 수정하기 위해 업데이트되었습니다. 상하 쿼크는 양성자와 중성자를 구성합니다.
