Cumartesi, Mart 2, 2024
Ana Sayfa Fizik Kuark ve Nükleon Sıvılarının Farklı Dansı

Kuark ve Nükleon Sıvılarının Farklı Dansı

Solda nükleer maddenin, sağda ise kuark maddesinin temsili. Soru işareti, bu sıvıların teorik olarak kesin bir şekilde ayırt edilip edilemeyeceği sorusunu ima ediyor. 
Solda nükleer maddenin, sağda ise kuark maddesinin temsili. Soru işareti, bu sıvıların teorik olarak kesin bir şekilde ayırt edilip edilemeyeceği sorusunu ima ediyor. 

Nötron yıldızlarının içindeki madde farklı biçimlerde olabilir: yoğun bir nükleon sıvısı veya yoğun bir kuark sıvısı.

Son araştırmalar, nötron yıldızlarındaki kuark sıvılarının, girdaplarındaki benzersiz renkli manyetik alanın da gösterdiği gibi, nükleon sıvılarından temel olarak farklı olduğunu ortaya koyuyor. Bu bulgu, kuantum renk dinamiğine dair önceki inanışlara meydan okuyor ve hapsedilme doğasına dair yeni görüşler sunuyor.

Nötron Yıldızı Maddesinin Bilimi

Atom çekirdeği nükleonlardan oluşur (protonlar Ve nötronlar gibi), kendileri de kuarklardan yapılmıştır. Yüksek yoğunluklarda ezildiklerinde çekirdekler bir nükleon sıvısına dönüşür ve daha da yüksek yoğunluklarda nükleonların kendisi de bir kuark sıvısına dönüşür. Bu çalışmada araştırmacılar, nükleonların ve kuarkların sıvılarının temelde farklı olup olmadığı sorusunu ele aldılar. Teorik hesaplamaları bu sıvıların farklı olduğunu gösteriyor. Her iki sıvı türü de döndüklerinde girdaplar üretir, ancak kuark sıvılarında girdaplar, sıradan bir manyetik alana benzer bir “renkli manyetik alan” taşır. Nükleon sıvılarında böyle bir etki yoktur. Böylece bu girdaplar kuark sıvılarını nükleer sıvılardan keskin bir şekilde ayırır.

Kuark ve Nükleon Sıvılarının Etkisi

Çekirdek içindeki kuarklar ve nükleonlar güçlü nükleer kuvvet aracılığıyla birbirleriyle etkileşirler. Bu kuvvetin hapsetme olarak bilinen ilgi çekici bir özelliği vardır. Bu, bilim adamlarının yalnızca birbirine bağlı kuark gruplarını gözlemleyebileceği, ancak tek başına tek bir kuarkı asla gözlemleyemeyeceği anlamına gelir. Başka bir deyişle kuarkların “sınırlı” olduğu söyleniyor. Ayrıca karantinayı tanımlamak, hatta teorik araçları kullanarak tam olarak tanımlamak da zordur. Kuark sıvılarını nükleon sıvılarından ayırmak için girdap özelliklerini kullanan bu çalışma, uzun zamandır devam eden bu sorunu çözüyor. Bu, nükleer sıvılar hapsedilirken yoğun kuark sıvılarının hapsedilmediği konusunda kesin bir anlayış olduğunu öne sürüyor.

Geleneksel Teorilere meydan okumak

Nükleer maddenin kuark maddesinden farklı olup olmadığı, diğer bir deyişle bir faz geçişiyle ayrılmış olup olmadığı, güçlü etkileşimler, özellikle de kuantum renk dinamiği teorisi (QCD) çalışmalarında eski bir sorudur. Benzer şekilde bilim insanları, karantinanın kesin bir tanımını yapmanın mümkün olup olmadığını sordular. Bu soruların her ikisi de geçmişte, faz geçişleri için Landau paradigması olarak bilinen nispeten eski bir bakış açısıyla araştırılmıştı. Landau paradigması düşünceleri nükleer madde ile kuark maddesinin ayrı olmadığını ileri sürüyor. Bu aynı zamanda QCD’de hapsetmenin keskin bir şekilde tanımlanamayacağı anlamına da gelir.

Bu çalışma, son 40 yılda fizikçiler tarafından keşfedilen yeni bir takım araçları benimseyerek bu sonuçlara meydan okuyor. Bu araçlar, önceki paradigmaya uymayan malzemelerdeki topolojik geçişleri tespit eder. QCD çalışmasına uygulandığında kuark maddesi ile nükleer maddenin farklı olduğunu ortaya koyuyorlar. Kuark maddesini nükleer maddeden ayırmak için bilim adamlarının iki durumdaki girdap özelliklerini karşılaştırması gerekiyor. Basit bir hesaplama, kuark maddesindeki girdabın, nükleer maddede bulunmayan renkli bir manyetik alanı yakaladığını ortaya koyuyor. Bu sonuç aynı zamanda sınırlamanın yoğun QCD’de titizlikle tanımlanabileceğini de göstermektedir.

Referanslar:

Aleksey Cherman, Theodore Jacobson, Srimoyee Sen ve Laurence G. Yaffe, 24 Kasım 2020, “Temel temsil meselesiyle Higgs hapsi faz geçişleri”

Aleksey Cherman, Theodore Jacobson, Srimoyee Sen ve Laurence G. Yaffe, 5 Ocak 2023, “Spin-0 süper akışkanlarındaki girdaplar manyetik akı taşır”

Bu araştırma Enerji Bakanlığı Bilim Dairesi, Nükleer Fizik Dairesi ve Kuantum Ufuklar programı tarafından desteklenmiştir.

BENZER KONULAR

Ultra Hızlı Elektron Dinamiğinde Atılımlar

İsveçli-Alman bir ekip tarafından yapılan çığır açıcı bir çalışma, ultra hızlı elektron dinamiklerini benzersiz bir hassasiyetle takip ederek nanomateryal ve güneş pili araştırmalarında yeni...

Yeni Lazer Güçlendirmeyle 10 Petawatt Sınırı Kırılıyor

Kiremitli titanyum: safir lazer amplifikasyonu, güçlü alan lazer fiziği için ultra yoğun ultra kısa lazerlerin deneysel kapasitesini geliştirmeyi vaat ediyor. Ultra yoğun ultra kısa...

Bilim İnsanları Klasik Fiziğin Ötesinde Manyetik Uçmanın Gizemini Çözüyor

Danimarka Teknik Üniversitesi'nden (DTU) bilim adamları, yeni keşfedilen mıknatıs havaya yükselme olgusunun altında yatan fiziğini doğruladılar. 2021 yılında Türkiye'den bir bilim insanı, bir motora mıknatıs...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...