Тяжелые барионы могут вступать в аналог термоядерной реакции, в ходе которой образуется более тяжелая частица. При этом выделяется энергия, сопоставимая с энергией обычных термоядерных реакций. Посвященная исследованию этих процессов статья физиков из США и Израиля опубликована в журнале Nature. Об этом сообщают издания N1, Earth-chronicles.ru, NanoNewsNet.
В ходе термоядерной реакции легкие элементы сливаются в более тяжелые. Чтобы осуществить ее, ядра атомов должны преодолеть кулоновское отталкивание и сблизиться на расстояние, когда начнет сказываться сильное взаимодействие. Если энергия связи ядра конечного элемента будет больше, чем энергия связи исходных ядер, им будет выгодно слиться, возможно, выбросив при этом лишние нейтроны или протоны. При этом высвободившаяся энергия связи перейдет в кинетическую энергию движения ядер или выброшенных нуклонов.
В июле этого года коллаборация LHCb сообщила об открытии дважды очарованного бариона Ξcc++, который состоит из двух очарованных кварков и одного верхнего (статья, посвященная открытию, была опубликована только в сентябре). Масса новой частицы составляет 3621 мегаэлектронвольт (МэВ), а энергия связи между двумя очарованными кварками в ней равна примерно 130 МэВ. Такая большая энергия позволяет предположить, что частица будет участвовать в некотором аналоге термоядерных реакций.
В этой статье ученые рассмотрели реакцию слияния двух тяжелых лямбда-барионов Λc, состоящих из c-, u- и d-кварков. В ходе реакции кварки перераспределяются между частицами, и в результате образуется дважды очарованный барион (кварки c, c, u) и нейтрон (кварки u, d, d). Массы всех участвующих в реакции частиц известны, что позволяет рассчитать, какая энергия будет в ней выделяться. Оказывается, что эта энергия составляет около 12 МэВ — на уровне обычных термоядерных реакций.
Физики также рассмотрели гипотетическую реакцию слияния тяжелых барионов Λb и Λb в дважды прелестный барион Ξbb (при этом также образуется нейтрон N), а также реакцию Λb Λc → Ξbc N. Для вычислениявыделяющихся в ходе слияния энергий они использовали существующие оценки для масс барионов Ξbb и Ξbc.По этим оценкам, энергетический выход первой реакции составляет около 140 МэВ, второй — около 50.
«Столкновения тетракварков должны приводить к выделению примерно 200 мегаэлектронвольт энергии — примерно в десять раз больше, чем порождают термоядерные реакции. На сегодняшний день у подобных реакций нет практического применения, так как частицы, в которых они могут происходить, живут крайне недолго. С другой стороны, все это указывает на возможность существования стабильной экзотической материи, состоящей из прелестных кварков», — заявил Геральд Миллер, физик из Университета Вашингтона в Сиэтле, комментируя открытие.
Аналогичным образом, отмечают ученые, столкновение двух B-мезонов, частиц, которые сегодня считаются окном в мир «новой физики», приведет к рождению тяжелых тетракварков и выделению аналогичного количества энергии, а также гамма-излучения.
Практических, в том числе военных применений у этого открытия пока нет, однако оно говорит о том, что во Вселенной теоретически могут существовать скопления экзотической, но при этом стабильной материи или частиц, почти полностью состоящих из b-кварков или других тяжелых субатомных частиц. Их открытие, заключают ученые, может полностью перевернуть современные теории о рождении и эволюции Вселенной.
По информации https://stimul.online/news/moshchnee-termoyada/
Обозрение "Terra & Comp".
