science >> Wetenschap >  >> anders

Moet ik bang zijn voor vreemde materie?

Vreemde materie is niet helemaal zoals de materie die we gewend zijn. © iStockphoto.com/dra_schwartz

Vreemde zaak, zoals wetenschappers het noemen, is ontegenzeggelijk raar. Het is anders dan alle materie op aarde. Voor een, het is zwaarder dan onze materie, maar dat is nog maar het begin. Onze geliefde zaak is geregeld. Het is gemaakt van atomen, die kernen bevatten die vol zitten met protonen en neutronen. Inderdaad, ons quarks , die basisdeeltjes zijn, blijven netjes verpakt in de protonen en neutronen. Maar in vreemde materie, er zijn geen grenzen; het is gewoon een bult waarin de quarks op hol slaan, zwerven van boven naar beneden en van begin tot eind.

Hebben we al gezegd dat vreemde materie nergens in het universum voorkomt? Dat is een belangrijk detail. Natuurkundigen kwamen in de jaren zeventig op het idee van vreemde materie toen ze zich afvroegen wat er zou gebeuren als protonen en neutronen bovenmenselijk hard zouden worden geplet [bron:Freedman].

Laten we een soortgelijke versie van hun theoretische experiment herhalen, stel je voor dat we een ijzeratoom hebben, plus een zuiger die hem met enorme kracht kan platdrukken. Door de kern van het ijzeratoom samen te drukken, we voegen energie toe aan zijn 26 protonen en 30 neutronen. Als we hard genoeg drukken, de protonen en neutronen zullen uiteenspatten tot waar ze van gemaakt zijn:kleinere deeltjes genaamd quarks . We hebben dan een warboel van quarks -- het soort quarks dat "omhoog" en "omlaag" wordt genoemd, " die bepaalde massa's hebben en de enige soorten zijn die in materie op aarde worden gevonden. Nog meer knijpen, we zullen de up- en down-quarks zo benadrukken dat sommigen hun identiteit veranderen. Sommigen zullen een stuk zwaarder worden en worden vreemde quarks . Ons vertrouwde ijzeratoom zal allang verdwenen zijn. We zullen het hebben geplet in een gelijke mix van omhoog, down en vreemde quarks -- met andere woorden, in een vreemd. Een Strangelet is een klein stukje van vreemde zaak .

Natuurkundigen vonden het te onweerstaanbaar om niet met vreemde materie te blijven spelen. Ze vroegen zich af wat er zou gebeuren als ze de druk op de nieuw gemaakte hypothetische vreemde eend in de bijt zouden laten. Zou het onmiddellijk weer veranderen in het geordende ijzeratoom? Edward Witten van het Institute for Advanced Study suggereerde dat de Strangelet misschien zou blijven. In feite, misschien zou het stabieler zijn dan het ijzeratoom of welke materie dan ook op aarde.

Op de volgende pagina, ons verhaal verandert van vreemd in eng.

Kan vreemde materie me op straat aanvallen?

Neutronen sterren, een mogelijke bron van vreemde materie, schijnt hier zo helder, puntachtige bronnen tegen bellen van miljoen graden gas in deze afbeelding van het in een baan om de aarde draaiende Chandra-observatorium. NASA/Nieuwsmakers

Zou er nu vreemde materie op aarde kunnen zijn? Natuurkundigen hebben erover nagedacht. Ze hebben ons water en andere materie bemonsterd, niets vinden. Ze hebben de mogelijkheid overwogen om vreemde materie te creëren in deeltjesversnellers zoals de Large Hadron Collider, omdat het atoomkernen hard genoeg tegen elkaar zou kunnen slaan om de quarks uit de atomen te slaan en mogelijk enkele ervan in vreemde quarks te veranderen. Maar veiligheidsrecensenten concludeerden dat deeltjesversnellers zoveel warmte creëren dat ze potentiële vreemde deeltjes zouden smelten. De kans op het creëren van vreemde materie in een deeltjesversneller zou net zo klein zijn als het maken van "een ijsblokje in een oven, " concludeerden de recensenten [bron:Ellis].

Natuurkundigen hebben ook overwogen of er vreemde materie in de ruimte zou kunnen bestaan. Ze hebben het idee verworpen dat het in het vroege universum had kunnen worden gemaakt en bleven in de buurt [bron:Farhi]. Ze zijn sceptisch over het feit dat het gemaakt is door zware atomen, die door de ruimte worden geslingerd door gewelddadige astrofysische processen, daarbij andere zware atomen raken [bron:Jaffe].

Edward Farhi, een MIT-fysicus die onderzoek deed naar Strangelets, denkt dat de meest waarschijnlijke plaats om vreemde materie te vinden zich in is neutronensterren . Deze instortende sterren drukken hun interieur krachtig samen. "In de kern, jullie hebben dichtheden en drukken die groot genoeg zijn om vreemde materie te vormen. Als er zich vreemde materie in de kern zou vormen, het zou zijn weg naar buiten eten en de ster verteren, " zegt Farhi. Onder zijn korst, de ster zou een klomp vreemde materie worden, of een vreemde ster . Als twee vreemde sterren botsten, ze zouden vreemde materie naar de aarde kunnen sturen, zegt Farhi.

Hoe kan vreemde materie gevaarlijk zijn? Onder bijzondere omstandigheden, het "eet" andere zaken. Om dit te laten gebeuren, de vreemde materie moet stabieler zijn dan de materie die het tegenkomt en het niet afstoten. Als aan die voorwaarden is voldaan, de andere materie zal "willen" omzetten in vreemde materie, en contact tussen de twee zal dingen op gang brengen. Het resultaat zou een steeds groter wordende bal van vreemde materie zijn, brandend door materie als een vuurbal.

Om zo'n rampscenario op aarde te laten plaatsvinden, vreemde materie zou meer dan een fractie van een seconde moeten blijven bij aardse druk, en we weten niet of het dat kan. Het zou ook negatief geladen moeten zijn.

In feite, potentiële vreemde materie zou waarschijnlijk positief geladen zijn, zegt Farhi. En aangezien de materie op onze planeet (inclusief ons) positief geladen atoomkernen heeft, het zou vreemde materie afstoten. "Als je een klein klontje op tafel had, het zou daar gewoon zitten, ' zegt Farhi.

Het scenario zou veranderen als vreemde materie negatief geladen zou zijn, en een bal ervan rolde waanzinnig rond op aarde. "Je zou het waarschijnlijk weten omdat het zou groeien en alles aan de grens zou consumeren, " zegt Farhi. Aangetrokken tot je atoomkernen, de bal van vreemde materie zou je naar binnen zuigen, en je zou klaar zijn. Een beetje als een moderne incarnatie van de Blob.

Heb je de "als" geteld die we je tot nu toe hebben toegeworpen? Als er vreemde materie in de ruimte zou bestaan, als het naar de aarde zou worden geslingerd, als het stabiel zou zijn bij de druk in de ruimte en op aarde, als het stabieler zou zijn dan onze materie en als het negatief geladen zou zijn, zou het je in een klomp weerbarstige quarks kunnen veranderen. Dus nee, je moet waarschijnlijk niet bang zijn voor vreemde materie, maar het is leuk om over na te denken.

Op zoek naar vreemde materie

Hoe kunnen wetenschappers naar vreemde materie zoeken als niemand het ooit heeft gezien? We zullen, ze weten echt hoe stukjes vreemde materie eruit zouden zien op aarde als het niet gevaarlijk was. Het zou lijken op onze gewone atomen -- een positief geladen kern gemaakt van quarks, met elektronen in de buurt -- alleen zwaarder.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe kwantumzelfmoord werkt
  • Hoe de Large Hadron Collider werkt
  • Hoe de oerknaltheorie werkt
  • Kunnen wetenschappers de oerknal nabootsen?
  • Hoe donkere materie werkt
  • Wat betekent CERN voor de toekomst van het heelal?

Meer geweldige links

  • Relativistische Heavy Ion Collider
  • Large Hadron Collider

bronnen

  • Ellis, Johannes et al. "Beoordeling van de veiligheid van LHC-botsingen." 2008. (12/11/2008). http://lsag.web.cern.ch/lsag/LSAG-Report.pdf.
  • Farhi, Eduard. Persoonlijk interview. Uitgevoerd op 12/11/2008.
  • vrijgezel, Barry en Larry McLerran. "Quark Star Fenomenologie." Fysiek overzicht D. Vol. 17, nr. 4. 15 februari, 1978.
  • Jaffe, Robert et al. "Beoordeling van speculatieve 'rampscenario's' bij RHIC." Herziening van de moderne fysica. Vol. 72, Nr. 4. Oktober 2000.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Effecten van de microscoop op Science
  2. Welke chemische verbindingen zijn verantwoordelijk voor de smaken van bitter, zuur, zout en zoet?
  3. Research Paper Onderwerpen in Biochemistry
  4. Hoe kleine robots uw gezondheid van binnenuit kunnen verbeteren
  5. Wat zou er gebeuren als een cel geen Golgi-lichamen had?
  6. Belang van aërobe celbeademing
  7. Wat is de eerste stap in het decoderen van genetische berichten?
  8. Wat is het verschil in de cellen van een menselijke baby en een volwassen mens?

    Nieuwe baby's zijn allebei erg op elkaar en lijken erg op volwassenen. De meeste celontwikkeling en -differentiatie vinden plaats voorafgaand aan de geboorte van een ba

  9. Welke functie vervullen spillen tijdens mitose?

Wetenschap