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

7. 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 LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci spojili světlo a hmotu, aby vytvořili částice s novými vlastnostmi

5. 7. 2019 (novější než zobrazený článek)

Každý druh atomu má unikátní vlastnosti, mezi ně patří i to, že absorbuje nebo emituje světlo pouze určitých energií, které odpovídají možným orbitalům jeho elektronů (největší pravděpodobnost výskytu elektronu kolem jádra atomu). To umožňuje vědcům identifikaci takových atomů, protože toto chování je stejné ve vzdáleném vesmíru i na Zemi. Vědci z University of Chicago nyní vytvořili nové hybridní částice, které vykazují nové typy chování.

celý článek

Nejenergetičtější zaznamenané fotony pocházejí z Krabí mlhoviny

29. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Nejenergetičtější zaznamenané fotony pocházejí z Krabí mlhovinyTýmu vědců pracujícím s observatoří Tibet Air Shower Gamma Collaboration (TASGC) se podařilo detekovat zatím nejenergetičtější fotony v historii. Pochází z Krabí mlhoviny, což je pozůstatek exploze supernovy ve vzdálenosti asi 6 500 světelných let. Výsledky jejich výzkumu byly publikovány v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Nově objevené subatomární částice pentakvarky mají strukturu podobnou molekulám

9. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědci v roce 2015 potvrdili pozorování do té doby pouze teoretického pentakvarku v urychlovači částic LHC. Od té doby se jim podařilo nasbírat prostřednictvím přístroje LHCb instalovaného na urychlovači LHC nové informace o jeho složení. Jejich výzkum ukazuje, že pentakvark se ve skutečnosti skládá z tříkvarkového baryonu a dvoukvarkového mezonu. Jde o první známou situaci, kdy se baryony a mezony spojují do jedné částice.

celý článek

Vědci vytvořili nejsilnější možnou zvukovou vlnu ve vodě

22. 5. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědci z americké National Accelerator Laboratory vytvořili pod vodní hladinou pomocí rentgenového laseru extrémně hlasitý zvuk 270 decibelů. Teoreticky už nelze v tomto prostředí dosáhnout vyšších hodnot, protože voda se pod extrémním tlakem, který u takového vlnění vzniká, rozpadá. Výsledky tohoto výzkumu byly publikovány v magazínu Physical Review Fluids.

celý článek

Částice antihmoty jsou podobně jako hmota zároveň částice i vlnění

10. 5. 2019 (novější než zobrazený článek)

Hmota i například světlo jsou zároveň pevné částice a také vlnění, zda je tomu tak i u jednotlivých částic antihmoty však doposud nebylo zřejmé. Nyní vědci z Itálie a Švýcarska prokázali tuto dualitu i u částic antihmoty, konkrétně pozitronů, což jsou antihmotové ekvivalenty elektronů. U skupiny pozitronů se to již podařilo prokázat dříve, nově teď vědci experimentálně dokázali stejně chování i u samostatných částic.

celý článek

Budoucí observatoř gravitačních vln ve vesmíru by mohla odhalit teoretické ultralehké bosony

8. 3. 2019 (novější než zobrazený článek)

Budoucí observatoř gravitačních vln ve vesmíru by mohla odhalit teoretické ultralehké bosonyMezinárodní vědecký tým svými výpočty odhalil, že budoucí vesmírné observatoře gravitačních vln by mohly být schopny potvrdit existenci ultralehkých bosonů. Tyto teoretické částice by se mohly formovat v blízkosti horizontu události černých děr, nad kterými by vytvářely oblaka. Teoreticky by mělo být možné detekovat změny v gravitačních vlnách, které tato oblaka způsobují, budou k tomu však nutné extrémně citlivé observatoře budoucnosti.

celý článek

Vědci pozorovali nový stav hmoty, který se ukrýval v supravodivém materiálu

4. 1. 2019 (novější než zobrazený článek)

Tým fyziků v Ames Laboratory a na University of Alabama Birmingham objevil překvapivě dlouhotrvající stav hmoty, který nastává v materiálech v supravodivém stavu. Dosáhli jej pomocí extrémně rychlých pulsů laseru, které způsobily kolektivní chování částic uvnitř hmoty. Nový jev nastává vedle supravodivosti a oba tyto stavy vzájemně bojují o elektrony v materiálu. Studie věnující se tomuto výzkumu byla v prosinci publikována v magazínu Physical Review Letters.

celý článek