Image
25.6.2018 0 Comments

Prekvapenia za periodickou tabuľkou prvkov? Kvarková hmota by mohla byť zdrojom bezpečnej výroby a skladovania energie

Najťažším prvkom periodickej tabuľky je v súčasnosti oganesson, ktorý má atómovú hmotnosť 294 a bol oficiálne pomenovaný v roku 2016. Tak ako je to pri každom prvku periodickej tabuľky, takmer všetka hmotnosť atómu oganessonu pochádza z protónov a neutrónov (typy baryónov), ktoré sú vytvorené z troch kvarkov. Keďže častice tvorené viazanými kvarkmi (ako sú protóny a neutróny) sa nazývajú hadróny, vedci hovoria o základnom stave baryónovej (žiarivej) hmoty ako o „hadronickej hmote“.

No oganesson môže byť jeden z posledných prvkov svojho druhu. V novej štúdii vedci predpovedajú, že prvky s atómovou hmotnosťou vyššou ako 300 môžu pozostávať z kvarkov voľne prúdiacich „nahor“ a „dole“ (up and down). Tvorené by boli z protónov a neutrónov, ale tieto kvarky by neboli viazané do trojíc.

Vedci predpokladajú, že tento typ hmoty, nazvaný up down quark matter (hornodolná kvarková hmota) alebo udQM, by bol stabilný pre extrémne ťažké prvky, ktoré by mohli existovať tesne za koncom súčasnej periodickej tabuľky. Keby sa kvarková hmota mohla vyrábať na Zemi, mohla by sa použiť ako nový zdroj energie.

Možnosť, že ťažká baryónová hmota by mala skôr stav udQM ako hadronický, opisujú vedci Bob Holdom, Jing Ren a Chen Zhang z Torontskej univerzity v článku publikovanom vo Physical Review Letters.

Myšlienka, že nejaký druh kvarkovej hmoty môže tvoriť základný stav baryónovej hmoty, nie je nová. Fyzik Edward Witten už v roku 1984 vyslovil predpoklad, že by túto úlohu mohla plniť podivná kvarková hmota (strange quark mater – SQM), ktorá by sa mala skladať z horných (up), dolných (down) a podivných (strange) kvarkov.

Nová štúdia dospela k výsledku, že kvarková hmota bez podivných kvarkov, t. j. udQM, má najnižší energetický stav, pretože pozostáva z takmer nehmotných horných a dolných kvarkov.

Idea, že kvarková hmota môže ležať tesne za periodickou tabuľkou, je trochu prekvapivá, pretože všeobecne sa predpokladá, že existuje iba v extrémnych prostrediach, ako sú jadrá neutrónových hviezd, zhluky ťažkých iónov, hypotetické kvarkové hviezdy, a počas prvých milisekúnd raného vesmíru. No keď sa kvarková hmota produkuje v urýchľovači, rozpadá v zlomku sekundy na stabilnú hadronickú hmotu (s viazanými kvarkmi).

Vedci dúfajú, že keby udQM mohli tvoriť prvky s atómovou hmotnosťou o niečo viac ako 300, mohli by sme takú hmotu vytvoriť spájaním atómov menej ťažkých prvkov. Jeden z dôvodov ich optimizmu je v tom, že nové výsledky poukazujú na existenciu tzv. kontinentu stability superťažkých prvkov – oblasti, v ktorej udQM môže mať najstabilnejšiu konfiguráciu, čo by umožnilo budúce pokusy o jej výrobu. Výskumníci sa takisto domnievajú, že udQM by sme mohli nájsť aj na Zemi či v jej blízkom okolí, kde by sa mohla objaviť vplyvom kozmického žiarenia.

Keby sa vedcom podarilo vyrobiť alebo nájsť kvarkovú hmotu akéhokoľvek druhu, veľmi zaujímavou potenciálnou aplikáciou by bola výroba energie. Ak sa kvarková hmota nájde (alebo sa vytvorí v urýchľovačoch), bude sa môcť skladovať a potom by sa do nej mohli púšťať pomalé neutróny alebo ťažké ióny, hovoria vedci.

Absorpcia týchto častíc znamená nižšiu celkovú hmotnosť, a teda aj uvoľňovanie energie, väčšinou vo forme gama žiarenia. Na rozdiel od jadrovej syntézy je to proces, ktorý by sa mal dať ľahko iniciovať a kontrolovať.

Zdroj: phys.org.

Zobrazit Galériu
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Vedci majú plán pre obnovu Sahary. Solárne a veterné elektrárne by mohli priniesť do púšte dážď a zeleň

21.09.2018 00:25

Sahara je najväčšia horúca púšť na svete, rozľahlá piesočnatá krajina trpiaca smrtiacim suchom, ktorej rozloha sa stále zväčšuje. Vďaka jej slnečným podmienkam sa však už zrodilo veľa energetických pr ...

Výskum

Na webe denníku New York Times zistíte, ako sa od vášho narodenia oteplila klíma aj vo vašom rodisku

21.09.2018 00:15

Pre klimatické zmeny spôsobené ľuďmi možno očakávať, že na väčšine miest sa bude vyskytovať čoraz viac dní, keď teplota presiahne 32 °C. Môžete sa presvedčiť o tom, že už v súčasnosti je napríklad vo ...

Výskum

Grafén umožní taktovať procesory na terahertzových frekvenciách

14.09.2018 00:10

Grafén sa považuje za sľubný materiál pre nanoelektroniku budúcnosti. Teoreticky by mal umožňovať taktovacie frekvencie až tisíckrát vyššie ako súčasná kremíková elektronika. Teraz vedci z Helmholtz Z ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

AGEM Dealers Day 2018

Najnovšie videá



PC forum button