Страпелька

Стра́пелька («странная капелька»), странгле́т (от англ. strangelet — strange + droplet) — гипотетический объект, состоящий из «странной материи», либо образованной адронами, содержащими «странные» кварки, либо не разделённым на отдельные адроны кварковым веществом с примерно одинаковым содержанием странных, верхних и нижних кварков. Странная материя рассматривается в космологии как кандидат на роль «тёмной материи». Русскоязычный вариант термина страпелька предложен в 2005 году Сергеем Поповым^[1][2] как калька от англ. strangelet; вариант странглет (приблизительная фонетическая адаптация того же английского слова) существовал и ранее, его употребляют в русскоязычных физических статьях.^[3] Английский термин предложен в 1984 году E. Farhi и R. Jaffe.^[4]

Элементарные частицы, состоящие из «верхних», «нижних» и странных кварков, и даже более сложные структуры, аналогичные атомным ядрам, обильно производятся в лабораторных условиях, но распадаются за время порядка 10⁻⁹ с. Это обусловлено гораздо большей массой странного кварка по сравнению с верхним и нижним. Вместе с тем существует гипотеза, что достаточно большие «странные ядра», состоящие из примерно равного количества верхних, нижних и странных кварков, могут быть стабильнее. Дело в том, что кварки относятся к фермионам, а принцип Паули запрещает двум одинаковым фермионам находиться в одном и том же квантовом состоянии, вынуждая частицы, «не успевшие» занять низкоэнергетичные состояния, размещаться на более высоких энергетических уровнях. Поэтому если в ядре имеется три разных сорта («аромата») кварков, а не два, как в обычных ядрах, то большее количество кварков может находиться в низкоэнергетических состояниях, не нарушая принципа Паули. Такие гипотетические ядра, состоящие из трёх сортов кварков, и называют страпельками (странглетами).

Предполагается, что страпельки, в отличие от обычных атомных ядер, могут оказаться устойчивыми по отношению к спонтанному делению даже при больши́х массах.^[5][6] Если это верно, то странглеты могут достигать макроскопических и даже астрономических размеров и масс.

Предполагается также, что столкновение страпельки с ядром какого-нибудь атома может вызывать его превращение в странную материю, которое сопровождается выделением энергии. В результате во все стороны разлетаются новые страпельки, что теоретически может приводить к цепной реакции.

Высказываются опасения, что данный процесс каталитического превращения обычной материи в «странную» может привести к превращению в странную всей материи, из которой состоит наша планета (подробнее: Вопросы безопасности Большого адронного коллайдера#Страпельки).

Поиск стабильных страпелек в образцах лунного грунта завершился отрицательно. Таким образом, если стабильные страпельки и существуют, то их массовая доля в обычной материи составляет менее 10⁻¹⁶.^[7]

См. также

• Лёд-девять (вымышленный материал)

Примечания

1. ↑ 40-летний юбилей предсказания кварковых звезд. Радио «Свобода» (5 марта 2005). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 25 октября 2011.
2. ↑ Коллайдер миру не убийца. Газета.ру (23 июня 2008). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 22 августа 2008.
3. ↑ Рябов В. А., Царев В. А., Цховребов А. М. Поиски частиц темной материи // Успехи физических наук. — 2008. — Т. 178. — № 11. — С. 1129—1164.
4. ↑ E. Farhi and R. Jaffe. Strange Matter // Phys. Rev. D30, 2379 (1984).
5. ↑ H. Heiselberg. Screening in quark droplets // The American Physical Society. Physical Review D. — 1993. — Vol. 48. — № 3. — P. 1418—1423. — DOI:10.1103/PhysRevD.48.1418
6. ↑ M. Alford, K. Rajagopal, S. Reddy, A. Steiner. Stability of strange star crusts and strangelets // The American Physical Society. Physical Review D. — 2006. — Vol. 73. — P. 114016. — DOI:10.1103/PhysRevD.73.114016 — arΧiv:hep-ph/0604134 arΧiv:hep-ph/0604134
7. ↑ Физики не нашли страпельки на Луне со ссылкой на Physical Review Letters