Поиски тяжелых химических элементов приведут к созданию новой формы материи

Эксперименты по поиску химических элементов с массой ядра более 300 приведут экспериментаторов к созданию материи, которая формируется в ядрах черных дыр и обладает неисчерпаемыми запасами энергии.

В настоящее время самым тяжелым элементом периодической таблицы является оганессон, который имеет атомную массу 294 и официально признан в 2016 году. Как и у каждого элемента, почти вся масса оганессона сформирована протонами и нейтронами (типов барионов), каждый из которых состоит из трех кварков. Важнейшей особенностью всего известного барионного вещества является то, что его кварки тесно связаны между собой и практически неотделимы друг от друга. Поскольку частицы из связанных кварков (таких как протоны и нейтроны) называются адронами, ученые называют основное состояние барионной материи «адронной материей».

Но oganesson может оказаться одним из последних в своем роде. Ученые прогнозируют, что элементы с массами более 300 могут состоять из свободных кварков, каждый из которых ничем не отличается от входящих в протоны и нейтроны, но они не будут связаны в тройки. Ученые назвали такой тип материи «up down quark matter», или udQM. Если бы такое вещество удалось произвести на Земле, то оно стало бы новым источника энергии.

Существование барионной материи было предсказано в знаменитой статье 1984 года физика Эдварда Виттена. Современное развитие этого предположения состоит в том, что udQM имеет более низкую объемную энергию на барион, может оказаться энергетически выгодным и относительно устойчивым при нормальных условиях. На практике это означает, что udQM удастся получить в коллайдере тяжелых ионов, в котором «странные» кварки за доли секунды распадаются до стабильного адронного вещества.

В случае удачи udQM окажется источником энергии, менее опасной, чем полученная с помощью ядерного синтеза. При бомбардировке udQM медленными нейтронами или тяжелыми ионами будет высвобождаться гамма излучение. В отличие от ядерного синтеза, распад udQM будет легче инициировать и контролировать.

Источник: Phys.org