Gli scienziati hanno trovato i primi indizi che i quark, particelle subatomiche, possono fondersi tra loro e rilasciare decine di volte più energia delle reazioni all'interno delle stelle, secondo un articolo pubblicato sulla rivista Nature.
“Le collisioni di tetraquark dovrebbero portare al rilascio di circa 200 MeV di energia, che è circa 10 volte superiore a quella che danno luogo a reazioni termonucleari. Ad oggi, tali reazioni non hanno alcuna applicazione pratica, poiché le particelle in cui possono verificarsi hanno una vita estremamente breve. D'altra parte, tutto ciò indica la possibilità dell'esistenza di materia esotica stabile, costituita da quark "graziosi" ", ha affermato Gerald Miller, fisico dell'Università di Washington a Seattle, commentando la scoperta.
Secondo i concetti moderni, tutte le particelle elementari sono composte da piccoli oggetti che i fisici chiamano quark. Protoni, neutroni e altre particelle "pesanti" chiamate barioni contengono tre quark. Le loro controparti più piccole, i cosiddetti mesoni, contengono due elementi: il quark "ordinario" e l'antiquark, il costituente di base dell'antimateria.
In linea di principio, le teorie fisiche esistenti oggi non escludono la possibilità che possano esistere particelle elementari costituite da quattro o anche cinque quark di "colori" diversi. Relativamente di recente, gli scienziati hanno iniziato a trovare segni dell'esistenza di tali particelle, tetraquark e pentaquark, tracce della cui esistenza sono state trovate all'LHC e al Tevatron Collider.
La loro scoperta, così come la scoperta dell'esotico xi-barione, una particella superpesante con una doppia carica positiva, ha fatto sì che Marek Karliner e Jonathan Rosner, fisici teorici dell'Università di Tel Aviv e Chicago, si chiedessero come avrebbero potuto particelle come questa, e perché rimangono stabili per un tempo insolitamente lungo.
Analizzando le loro proprietà, gli scienziati sono giunti alla conclusione che tetraquark e xy-barioni dovrebbero formarsi durante le collisioni di altre particelle elementari instabili relativamente leggere, durante le quali i quark al loro interno interagiranno tra loro, "cambieranno di posto", perdono energia e si formeranno di più particelle pesanti.
Ad esempio, la fusione di due lambda barioni contenenti un quark pesante e due leggeri porterà alla produzione di xy-barioni contenenti due quark pesanti e uno leggero, e un neutrone, costituito da tre quark leggeri, nonché il rilascio molta energia.
Allo stesso modo, i fisici notano che la collisione di due mesoni B, particelle che oggi sono considerate una "finestra" sul mondo della "nuova fisica", porterà alla nascita di tetraquark pesanti e al rilascio di una quantità simile di energia, oltre alla radiazione gamma.
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Questo processo, come notano gli scienziati, è una sorta di analogo delle reazioni termonucleari all'interno del Sole e di altre stelle: idrogeno, elio e altri elementi leggeri nel loro centro si scontrano costantemente e si combinano in elementi più pesanti come ossigeno, litio, carbonio o ferro, rilasciando simultaneamente enormi quantità di energia. Di regola, più pesanti sono i quark all'interno delle particelle in collisione, più energia verrà rilasciata nella reazione "termoquark".
Non ci sono ancora applicazioni pratiche, comprese quelle militari, per queste scoperte, ma suggerisce che nell'Universo, teoricamente, possono esistere ammassi di materia o particelle esotiche ma stabili, quasi interamente costituite da quark b o altre particelle subatomiche pesanti. La loro scoperta, concludono gli scienziati, potrebbe trasformare completamente le teorie moderne sulla nascita e l'evoluzione dell'Universo.
