CERN'in Z (4430) olarak bilinen garip bir parçacığın keşfini (aslında onaylama, aşağıdaki eke bakınız.) Duyurduğunu duymuş olabilirsiniz. Sonuçları özetleyen bir makale yayınlandı, fizik makaleleri için ön baskı (henüz hakem tarafından incelenmemiş) deposu. Yeni parçacık bir protondan yaklaşık 4 kat daha büyüktür, negatif bir yüke sahiptir ve tetrakakark olarak bilinen teorik bir parçacık gibi görünmektedir. Sonuçlar hala genç, ancak bu keşif devam ederse, nötron yıldızları anlayışımız üzerinde etkileri olabilir.
Maddenin yapı taşları leptonlardan (elektron ve nötrinolar gibi) ve kuarklardan (protonları, nötronları ve diğer partikülleri oluşturan) oluşur. Kuarklar diğer parçacıklardan çok farklıdır, çünkü elektron ve protonunkinin 1/3 veya 2/3'lük bir elektrik yüküne sahiptirler. Ayrıca renk olarak bilinen farklı bir “yüke” sahiptirler. Elektrik yükleri elektromanyetik bir kuvvetle etkileşirken, renk yükleri de güçlü nükleer kuvvetle etkileşime girer. Atom çekirdeğini bir arada tutmak için çalışan kuarkların renk yüküdür. Renk yükü elektrik yükünden çok daha karmaşıktır. Elektrik yükü ile sadece pozitif (+) ve tersi, negatif (-) vardır. Renk ile üç tip (kırmızı, yeşil ve mavi) ve karşıtları (kırmızı-kırmızı, anti-yeşil ve anti-mavi) vardır.
Güçlü gücün çalışması nedeniyle, asla serbest bir kuark gözlemleyemiyoruz. Güçlü kuvvet, kuarkların renk nötr olan bir parçacık oluşturmak için her zaman birlikte gruplanmasını gerektirir. Örneğin, bir proton her bir kuark farklı bir renk olan üç kuarktan (iki yukarı ve bir aşağı) oluşur. Görünür ışık ile kırmızı, yeşil ve mavi ışık eklemek size renksiz beyaz ışık verir. Aynı şekilde, kırmızı, yeşil ve mavi bir kuarkı birleştirmek size nötr renkte bir parçacık verir. Işığın renk özelliklerine olan bu benzerlik, kuark şarjının renklerden sonra adlandırılmasının nedenidir.
Her rengin bir kuarkını üçlü gruplar halinde birleştirmek, renk nötr bir parçacık yaratmanın bir yoludur ve bunlar baryon olarak bilinir. Protonlar ve nötronlar en yaygın baryonlardır. Kuarkları birleştirmenin başka bir yolu, belirli bir rengin bir kuarkını anti-rengin bir kuarkı ile eşleştirmektir. Örneğin, yeşil bir kuark ve bir anti-yeşil kuark, renk nötr bir parçacık oluşturmak üzere birleşebilir. Bu iki kuark parçacıkları mezonlar olarak bilinir ve ilk olarak 1947'de keşfedildi. Örneğin, pozitif yüklü pion bir yukarı kuark ve bir antipartikül aşağı kuarktan oluşur.
Kuvvetli kuvvetin kuralları altında, kuarkların nötr bir parçacık oluşturmak için birleştirebileceği başka yollar vardır. Bunlardan biri, tetrakuark, iki parçacığın belirli bir renge ve diğer ikisinin karşılık gelen anti-renklere sahip olduğu dört kuarkı birleştirir. Pentaku (3 renk + bir renk anti-renk çifti) ve altıgen (3 renk + 3 anti-renk) gibi diğerleri önerilmiştir. Fakat şimdiye kadar bunların hepsi varsayımsaldı. Bu tür parçacıklar renk açısından nötr olsa da, kararlı olmamaları ve sadece baryonlara ve mezonlara bozunmaları da mümkündür.
Tetraquarkların bazı deneysel ipuçları vardır, ancak bu son sonuç, renk nötr bir parçacık oluşturan 4 kuarkın en güçlü kanıtıdır. Bu, kuarkların başlangıçta beklediğimizden çok daha karmaşık yollarla birleşebileceği anlamına gelir ve bunun nötron yıldızlarının iç yapısı üzerinde etkileri vardır.
Çok basit bir şekilde, bir nötron yıldızının geleneksel modeli, nötronlardan yapılmış olmasıdır. Nötronlar üç kuarktan oluşur (iki aşağı ve bir yukarı), ancak genellikle bir nötron yıldızı içindeki parçacık etkileşimlerinin nötronlar arasındaki etkileşimler olduğu düşünülmektedir. Tetraquarkların varlığıyla, çekirdek içindeki nötronların tetrakarklar oluşturacak kadar güçlü etkileşime girmesi mümkündür. Bu, pentakuarkların ve heksakuarkların üretimine bile yol açabilir, hatta kuarklar renk nötr partiküllere bağlanmadan tek tek etkileşime girebilir. Bu, kuark yıldızı olarak bilinen varsayımsal bir nesne üretecektir.
Bu noktada tüm bunlar varsayımsaldır, ancak tetrakarkların doğrulanmış kanıtları astrofizikçileri nötron yıldızlarının iç mekanları hakkındaki bazı varsayımları yeniden incelemeye zorlayacaktır.
Zeyilname: CERN’in sonuçlarının orijinal bir keşif olmadığı, daha ziyade Belle İşbirliği tarafından daha önceki sonuçların teyidi olduğu belirtildi. Belle sonuçları Fiziksel İnceleme Mektupları'nda bir 2008 makalesinde ve Fiziksel İnceleme D'de bir 2013 makalesinde bulunabilir.
