Hva er Degenerate Matter?

Degenerert materie er en bisarr form for eksotisk materiale som er opprettet i kjernen til massive stjerner, der atomer eller til og med subatomære partikler er pakket så tett at den primære kilden til trykk ikke lenger er termisk, men kvantifisert - diktert av begrensninger satt av Pauli-eksklusjonsprinsippet, som hevder at ingen to partikler kan okkupere den samme kvantetilstanden. Under noen omstendigheter er det også nyttig å behandle ledningselektroner i metaller som degenerert materiale på grunn av deres høye tetthet. Degenerert stoff, spesielt metallisk hydrogen, er blitt opprettet i et laboratorium før ved å bruke trykk på over en million atmosfærer (> 100 GPa).

Degenerert materie er unikt ved at trykket bare delvis er diktert av temperaturen, og trykket vil faktisk forbli selv om temperaturen på saken ble redusert til absolutt null. Dette er ganske annerledes enn de ideelle gassene vi lærer om i fysikklasse, der temperatur og trykk / volum er nært beslektet.

For å øke tettheten inkluderer vanlige former for degenerert materiale metallisk hydrogen, som er til stede i store mengder i kjernen av massive planeter som Jupiter og Saturn; hvit dvergstoff, funnet i hvite dverger, som vår sol en dag blir; nøytronium, funnet i nøytronstjerner, endepunktet for stjernevolusjonen for stjerner fra 1,35 til omtrent 2,1 solmasser; merkelig sak; eller quark-saken, også postulert til å eksistere i veldig massive stjerner.

I hvite dverger blir materialet referert til som elektron-degenerert materiale, fordi det ikke er tilstrekkelig energi til å kollapse elektronene i atomkjerner og produsere neutronium. I nøytronstjerner kalles materialet nøytron-degenerert materie, fordi trykket er så stort at elektroner smelter sammen med protoner for å skape materie som består av annet enn nøytroner. Under normale forhold degenererer frie nøytroner til et proton og et elektron på omtrent 15 minutter, men under det enorme trykket fra en nøytronstjerne er bare nøytronstoffet stabilt.

Den mest ekstreme formen for degenerert materie, merkelig materie, antas å eksistere i kvarkstjerner, stjerner med en masse et sted mellom nøytronstjerner og sorte hull, der de konstituerende kvarkene av nøytroner dekobler og en kvarksuppe opprettes. Quark-stjerner er en mulig kandidat for den mystiske mørke saken som utgjør mesteparten av massen av observerte galakser.