Estrella de quarks

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Una estrella de quark  es un objeto cósmico hipotético que consiste en la llamada " materia de quark " [1] . Todavía no está claro si la transición de la materia al estado de quarks es reversible, es decir, si la materia de los quarks volverá a convertirse en materia de neutrones con una disminución de la presión. Como muestra el modelo, en el "gas de quarks", que presumiblemente consiste en una estrella de quarks, debería haber una gran cantidad de quarks s , por lo que a veces las estrellas de quarks también se denominan estrellas "extrañas" [2] .

La hipótesis de la existencia de estrellas de quarks fue propuesta por primera vez por D. D. Ivanenko y D. F. Kurdgelaidze en 1965 [1] .

Formación

Se supone que cuando el gas degenerado que forma las estrellas de neutrones está bajo suficiente presión debido a la gravedad de la estrella o la supernova que la crea, los neutrones individuales se descomponen en quarks (quarks u y quarks d ) , de los cuales son compuesto, formando tal como la materia de quarks. Esta transformación puede limitarse solo al centro de la estrella de neutrones o transformarla por completo, según las circunstancias físicas. Este tipo de estrellas se denominan estrellas de quarks. [3] [4]

Propiedades de la materia

Más información: teoría del campo unificado , línea de tiempo del Big Bang

Este tipo de objetos deben contener materia en un estado en el que las cuatro interacciones fundamentales de la materia conocidas por la física moderna estén activas simultáneamente:

  1. interacción gravitacional ;
  2. interacción electromagnética ;
  3. Fuerza nuclear débil
  4. Fuerza nuclear fuerte .

Bajo las condiciones que existen dentro de las estrellas de neutrones, con densidades extremadamente altas pero temperaturas muy por debajo de 10 12 K, la teoría predice que la materia de los quarks tiene algunas características específicas. espera que se comporte como un líquido de Fermi y tenga superconductividad de color Tales condiciones extremas no se pueden recrear actualmente en los laboratorios , por lo que dicha sustancia no se puede estudiar mediante experimentos directos. [5]

La materia de quarks, compuesta de quarks u y d, tiene una energía de Fermi muy alta en comparación con la materia atómica ordinaria y solo es estable a temperaturas y/o presiones extremas . Esto sugiere que solo las estrellas de neutrones con un núcleo de materia de quarks pueden ser estrellas de quarks estables. [6] [7]

Extrañas estrellas

Según los cálculos, la alta energía de Fermi , que hace que la materia de los quarks ordinarios sea inestable a bajas temperaturas y presiones, puede reducirse significativamente convirtiendo un número suficiente de quarks u y d en quarks s . Este tipo de materia de quarks se llama materia extraña . Las estrellas hipotéticas compuestas de tal materia se llaman estrellas extrañas . [ocho]

Candidatos estrella

A partir de 2021, la existencia de estrellas de quarks se considera no probada. Existen prerrequisitos teóricos para el hecho de que es posible transformar estrellas de neutrones en estrellas de quarks [9] . La selección de púlsares como candidatos a estrellas de quarks se realiza en base a los resultados del análisis de su periodo de rotación por un posible exceso del límite de la velocidad de rotación de las estrellas de neutrones . Por ejemplo, el púlsar de rotación rápida XTE J1739-285 se considera una posible estrella de quark . Además, la masa de dichos objetos debería estar cerca del límite superior de las masas permisibles de las estrellas de neutrones y, según estudios recientes, está dentro de los 2-2,5 M ☉ [10] . Se considera que los siguientes objetos posiblemente consisten en la forma de quark del estado de la materia:

Notas

  1. ↑ 1 2 Ivanenko D.D. , Kurdgelaidze D.F. Hipótesis de estrellas quark // Astrofísica. - 1965. - T. 1 . - S. 479-482 .
  2. ↑ M. E. Prokhorov. Estrellas, quarks y neutrones . Astronet (15 de abril de 2002). Consultado el 12 de marzo de 2009. Archivado desde el original el 12 de junio de 2008.
  3. ↑ Shapiro, Stuart L.; Teukolsky, Saul A. Agujeros negros, enanas blancas y estrellas de neutrones: la física de los  objetos compactos . - Wiley, 2008. - ISBN 978-0471873167 .
  4. ↑ Física de interiores de estrellas de neutrones / Blaschke, David; Sedrakian, Armenia; Glendenning, Norman K. - Springer-Verlag , 2001. - T. 578. - (Apuntes sobre física). - ISBN 978-3-540-42340-9 . -doi : 10.1007 / 3-540-44578-1 .
  5. ↑ Alford, Mark G.; Schmitt, Andreas; Rajagopal, Krishna; SCHAFER, Thomas. Superconductividad de color en materia densa de quarks  // Reseñas de física moderna  . - 2008. - Vol. 80 , núm. 4 . - Pág. 1455-1515 . -doi : 10.1103 / RevModPhys.80.1455 . - . -arXiv : 0709.4635 . _
  6. ↑ Witten, Edward. Separación cósmica de fases  (Español)  // Physical Review D . - 1984. - vol. 30 , núm. 2 . - pág. 272-285 . -doi : 10.1103 / PhysRevD.30.272 . - .
  7. ↑ Farhi, Eduardo; Jaffe, Robert L. Materia  extraña // Revisión física D  . - 1984. - vol. 30 , núm. 11 _ - Pág. 2379 . -doi : 10.1103 / PhysRevD.30.2379 . - .
  8. ↑ Alcock, Charles; Farhi, Eduardo; Olinto, Ángela. Estrellas extrañas  (inglés)  // The Astrophysical Journal . - Ediciones IOP , 1986. - Vol. 310 . - pág. 261-272 . -doi : 10.1086/ 164679 . - .
  9. ↑ ¿La materia oscura ayuda al nacimiento de estrellas extrañas? // Elementy.ru, 2010 . Fecha de acceso: 29 de octubre de 2010. Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2011.
  10. ↑ Los cálculos apuntan a estrellas de quark masivas . Archivado el 9 de noviembre de 2011 en Wayback Machine , physicsworld.com , 15/1/2010.
  11. ↑ JJ Drake et al. ¿Es RX J1856.5-3754 una estrella Quark?  (Inglés)  // Astrofia. J.. - 2002. - vol. 572 . - Pág. 996-1001 .
  12. ↑ WCG Ho et al. Modelos de atmósfera de hidrógeno magnético y la estrella de neutrones RX J1856.5-3754  //  Lun. No. R. astron. Soc.. - 2007. - Vol. 375 . - Pág. 821-830 .
  13. ↑ Consulte también la discusión y las referencias en el artículo: A. Yu. Potekhin. Física de las estrellas de neutrones  // Avances en las ciencias físicas . - Academia Rusa de Ciencias , 2010 . - T. 180 . - S. 1279-1304 .

Literatura

Enlaces

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