Jaka jest najrzadsza substancja we wszechświecie?
Najrzadsza substancja jest wszechświatem jest prawdopodobnie plazma kwarku-gluon lub coś w tym rodzaju. Jest to faza materii generowanej tylko w najbardziej intensywnych temperaturach i ciśnieniach. Przez większość pierwszego miliona sekundy po Wielkim Wybuchu, wybuchowym wydarzeniu, które stworzyło nasz wszechświat, cała materia miała postać plazmy Quark-Gluon. Kwarki i gluony to cząsteczki, które tworzą nukleony, takie jak neutrony i protony, które z kolei tworzą atomy, które stanowią całą materię. Kwarki są cząstkami o masie, podczas gdy gluony są cząstkami mediującymi siłą, które „przyklejają” kwarki razem.
Chociaż plazma Quark-Gluon jest obecnie pretendentem do najrzadszej substancji we wszechświecie, na jego początku, był to normalny stan materii. Plazma z kwarków to kąpiel prawie bezpłatnych kwarków i gluonów, które zwykle są szczelnie zamknięte w nukleony. Konwencjonalne nukleony są tak ściśle trzymane razem, że nawet eksplozja jądrowa lub temperatura i ciśnienie w thRdzeń słońca nie wystarczy, aby je rozdzielić. Wolne kwarki nigdy nie były obserwowane, a niektórzy fizycy uważają, że same zjawisko wolnych kwarków jest fizycznie niemożliwe.
Plazma Quark-Gluon powstaje w nietypowych okolicznościach poza Wielkim Wybuchem. Byliśmy w stanie wyprodukować to w Will w akceleratorach cząstek, wykorzystując ogromne ilości energii skoncentrowanej na ciężkich jonach, od 2000 roku. Minęło około dwóch dekad prób ich stworzenia, najrzadszej substancji, o której wiemy. Wyczyn został osiągnięty w akceleratorze cząstek CERN w Szwajcarii. Niedawno duży zderzak CERN prowadzi eksperymenty na osoczu Quark-Gluon.
Pazma kwarku-gluon może w rzeczywistości nie być najrzadszą substancją, jeśli okaże się, że istnieje w ośrodkach niezwykle masywnych gwiazd. Niektóre gwiazdy neutronów (pozostałość pozostawiona przez niektóre z największych supernowa) są bardziej gęste niż byłyby wcześniejszeZakazany teorią, powodując, że niektórzy naukowcy podejrzewają, że nie są to gwiazdy neutronowe, ale właściwie gwiazdy kwarków. Gwiazdy neutronowe mają promień od 10 do 20 km (6–12 mi), ale masa nieco większa niż w słońcu. Natomiast gwiazdy kwarków, jeśli istnieją, miałyby promień między 3 a 9 km (2-6 mi) i masę porównywalną z gwiazdami neutronowymi, co czyni je najbardziej gęstymi obiektami we wszechświecie. Supernowa resztka RX J1856.5-3754, gwiazda neutronowa najbliżej ziemi, jest jednym z potencjalnych kandydatów do bycia gwiazdą kwarka.
Istnieją inne substancje, które walczą o tytuł najrzadszej substancji we wszechświecie. Należą do nich egzotyczne cząsteczki stworzone w ramach kolizji kosmicznej promieni kosmicznych o bardzo wysokiej energii oraz inne egzotyczne cząstki, które istniały na zarania wszechświata, ale od tamtej pory nigdy ich nie widziano. Antimatter nie kwalifikuje się jako najrzadsza substancja we wszechświeOns.