Fúze kvarků generuje dosud nepředstavitelné množství energie, více než jaderná fúze

07. 11. 2017
Fyzika Částicová fyzika LHC

Dvěma vědcům na univerzitách v Tel Avivu a Chicagu se podařilo teoreticky prokázat masivní množství energie uvolňované při interakci subatomárních částic známých jako kvarky. Při tomto subatomárním ekvivalentu jaderné fúze dochází k uvolnění až osmkrát většího množství energie než u vodíkové bomby. Tento objev přináší nové světlo do interakcí subatomárních částic a jejich potenciálního využití. Výsledky práce Marka Karlinera a Jonathana Rosnera byly publikovány ve vědeckém magazínu Nature.

Higgsův boson

Higgsův boson - Simulovaný model výstupu CMS detektoru LHC. Na obrázku je simulovaná kolize protonů, která vyústila ve vznik higgsova bosonu, který se následně rozpadl na dva hadrony a dva elektrony.



Kvarky jsou ve standardním modelu fyziky základními stavebními částicemi, ze kterých vznikají baryony jako jsou například protony, nejdou tedy dělit na menší částice. existuje však několik druhů a lze je vzájemně kombinovat při čemž vznikají různé jiné subatomární částice. Kalkulacemi se Karliner a Rosner dobrali k závěru, že sloučením dvou spodních kvarků (bottom quarks) vzniká masivní množství energie.

Energie uvolňovaná při takových reakcích se měří v megaelektronvoltech (MeV). Ve vodíkové bombě, nejsilnější sestrojené zbrani, kde dochází ke slučování dvou forem jader vodíku - deuteria a tritia, dochází k uvolnění 18 MeV při vzniku atomu helia. Při fúzi dvou spodních kvarků dochází k uvolnění 138 MeV energie.

Nejprve se vědci ostýchali výsledky své práce publikovat, obávali se zneužití pro vojenské účely, podobně jako tomu bylo u atomové bomby. Fúze kvarků totiž nápadně připomíná reakci, která probíhá ve vodíkové bombě, kde dochází ke slučování jader vodíku za uvolňování velkého množství energie. Na rozdíl od vodíku ale kvarky existují po tak krátkou dobu (pouhou pikosekundu), že je řetězová reakce v podstatě vyloučena a tak se aplikace kvarkové fúze do bomby dá jen těžko realizovat.

Aktuálně nebylo kvarkové fúze ještě dosaženo, zatím jde o pouhé teoretické kalkulace. Podle vědců by ale mělo být možné tyto podmínky replikovat v urychlovači částic LHC, kde jsou rozbíjeny protony na menší částice a kvarky tam vznikají. Ani v LHC ale nebude možné sloučit tolik kvarků, aby byla "exploze" ničivě silná.
Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte nás na sociálních sítích.

Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci vypočítali zatím nejpřesněji nukleonovou vazbu, která určuje životnost neutronů

30. 05. 2018 (novější než zobrazený článek)

S pomocí výkonných superpočítačů se vědcům v Lawrence Berkeley National Laboratory podařilo doposud nejpřesněji určit nukleonovou axiální vazbu, která významně ovlivňuje dobu rozpadu neutronu na méně masivní částice. Nukleonová axiální vazba určuje sílu interakce, která zapříčiňuje rozpad neutronů na protony a může tak být využita k předpovězení životnosti neutronu. Výsledky výzkumu byly publikovány v magazínu Nature.

celý článek

Časové krystaly existují ve čtyřech dimenzích. Vědci je poprvé objevili mezi běžnými krystaly

04. 05. 2018 (novější než zobrazený článek)

Fyzikům z Yale University se podařilo vyrobit časové krystaly - specifickou formu hmoty, která se kromě prostorových dimenzí definuje také v dimenzi časové. Na rozdíl od běžných krystalů, jejichž atomární struktura se periodicky opakuje v prostoru a v čase je neměnná, se u časových krystalů opakuje také v čase. Jde o teprve druhý experiment, který pozoroval oddělené časové krystaly (Discrete Time Crystals - DTC) v pevném skupenství. Výsledky výzkumu byly publikovány ve dvojici vědeckých studií v magazínech Physical Review Letters a Physical Review B.

celý článek

Vědci ve Fermilabu mohli poprvé zkoumat jádra atomů pomocí neutrin se známou energií

15. 04. 2018 (novější než zobrazený článek)

Neutrina jsou subatomární částice bez elektrického náboje, které reagují s okolní hmotou pouze skrze slabou nukleární sílu. Díky této jejich podstatě jsou zajímavým nástrojem na zkoumání jader atomů, je však velmi obtížné změřit jejich energii, což je při zkoumání kolizí s atomy poměrně důležitá informace. Tento kousek se nyní poprvé podařil vědcům v americké laboratoři Fermilab. V rámci experimentu MiniBooNE použili neutrina, která měla energii přesně 236 MeV.

celý článek

Fyzikům se podařilo poprvé sestavit bizarní molekulu zvanou Rydbergův polaron

08. 03. 2018 (novější než zobrazený článek)

Pomocí laserů se americkým a rakouským vědcům podařilo přeskupit velmi chladné atomy stroncia do komplexní struktury, která není v běžném prostředí k vidění - Rydbergova polaronu. "Objevili jsme nový způsob, jakým se atomy sestavují do molekul" říká fyzik Tom Killian z Rice University (USA), který vedl studii publikovanou v magazínu Physical Review Letters. Na teoretických podkladech pro experiment pracovali vědci na Vienna University of Technology a Harvard University.

celý článek

Vědci vytvořili zcela novou formu světla, má tři fotony v jedné částici

19. 02. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vědci vytvořili zcela novou formu světla, má tři fotony v jedné částiciVědcům se v experimentu podařilo prokázat novou formu světla, kdy se jednotlivé fotony vážou do trojic. Vytvořené trojfotony tvoří základ doposud neprobádané fotonické hmoty, která zatím nebyla pozorována ani v přírodě, ani v experimentech. Tento úspěch by mohl vést k použití fotonů v kvantových výpočtech, nebo dalším, doteď netušeným, možnostem. Výsledky týmu vědců z MIT, Harvard University a dalších institucí vedeném Vladanem Vuletićem a Mikhailem Lukinem byly publikovány v únorovém čísle magazínu Science.

celý článek

Experimenty s intenzivními lasery poskytují první důkazy, že pomocí světla lze zastavit elektrony

12. 02. 2018 (novější než zobrazený článek)

Ozařováním elektronů ultra-intenzivním laserem se vědcům podařilo překročit hranice běžné fyziky a přiblížit se kvantovým efektům. Když světlo dopadá na nějaký objekt, část záření se od něj odráží, pokud se však objekt pohybuje velmi rychle a světlo je velmi intenzivní, začnou se dít podivné věci. Například elektrony se mohou natolik rozvibrovat, že zpomalí, protože vibrace spotřebují velké množství energie. Podobný efekt vědci předpokládají také například u černých děr. Týmu na Imperial College London se podařilo provést tuto reakci poprvé v laboratorních podmínkách, výsledky jejich práce byly publikovány v magazínu Physical Review X.

celý článek

Tři typy vysokoenergetických částic z vesmíru mají stejný původ - v aktivních jádrech galaxií

24. 01. 2018 (novější než zobrazený článek)

Tři typy vysokoenergetických částic z vesmíru mají stejný původ - v aktivních jádrech galaxiíVědcům z Pennsylvania State University a University of Maryland se podařilo vysvětlit původ hned tří typů subatomárních částic, které k nám přicházejí z vesmíru. Jde o vysokoenergetická neutrina, extrémně energetické kosmické záření a vysokoenergetické gama záření. Všechny tři pravděpodobně pocházejí ze supermasivních černých děr, konkrétně z proudů radiace, které vycházejí z jejich pólů. Výsledky výzkumu byly v lednu publikovány v magazínu Nature Physics.

celý článek