Evrendeki En nadir Madde nedir?

En nadir görülen madde, evrenin muhtemelen kuark-gluon plazması veya onun gibi bir şey olmasıdır. Bu, yalnızca en yoğun sıcaklık ve basınçlarda üretilen bir madde fazıdır. Büyük Patlama'dan sonraki saniyenin milyonda birinin çoğu için, evreni yaratan patlayıcı olay, tüm madde bir kuark-gluon plazma biçimindeydi. Kuarklar ve gluonlar, nötronlar ve protonlar gibi nükleonları oluşturan ve ardından tüm maddeleri oluşturan atomları oluşturan parçacıklardır. Kuarklar kütleli partiküllerdir, diğer yandan gluonlar kuarkları birlikte "yapıştıran" kuvvet aracılı partiküllerdir.

Kuark-gluon plazması şu anda evrendeki nadir madde için bir rakip olsa da, başlangıçta maddenin normal haliydi. Bir kuark-gluon plazması, tipik olarak sıkıca nükleonlara kilitlenmiş olan neredeyse serbest kuarklar ve gluonlardan oluşan bir banyodur. Geleneksel nükleonlar o kadar sıkı tutulur ki, nükleer bir patlama veya Güneş'in çekirdeğindeki sıcaklık ve basınç bile onları ayırmak için yeterli değildir. Serbest kuarklar hiç gözlenmedi ve bazı fizikçiler serbest kuarkların fenomeninin fiziksel olarak imkansız olduğunu düşünüyor.

Quark-gluon plazması, Büyük Patlama dışında sıra dışı durumlarda ortaya çıkar. 2000'den beri partikül hızlandırıcılarda, ağır iyonlara odaklanmış devasa enerji miktarlarını kullanarak üretebildik. Bu, bilmemiz gereken nadir madde olan onu yaratmaya çalışırken yaklaşık yirmi yıl sürdü. Bu başarı İsviçre'deki CERN partikül hızlandırıcısında gerçekleştirildi. Daha yakın zamanlarda, CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, kuark-gluon plazması üzerinde deneyler yapıyor.

Kuark-gluon plazması, çok büyük yıldızların merkezlerinde ortaya çıktığı takdirde, nadir görülen bir madde olmayabilir. Bazı nötron yıldızları (en büyük süpernovaların bazıları tarafından kalan kalıntı), teorik olarak tahmin edilenden daha yoğundur ve bazı bilim adamlarının, bunların aslında nötron yıldızları olmadıklarından, aslında kuark yıldızlarından şüphelenmelerine neden olur. Nötron yıldızları 10 ila 20 km (6 - 12 mil) arasında bir yarıçapa sahiptir, ancak Güneş'inkinden biraz daha büyük bir kütleye sahiptir. Buna karşılık, kuark yıldızları, eğer varsa, 3 ila 9 km (2-6 mil) arasında bir yarıçapa ve nötron yıldızlarıyla karşılaştırılabilir bir kütleye sahip olur ve bu da onları evrendeki en yoğun nesneler yapar. Süpernova kalıntısı, Dünya'ya en yakın nötron yıldızı olan RX J1856.5-3754, kuark yıldızı olma potansiyelinden biri.

Evrendeki nadir madde unvanı için mücadele eden başka maddeler de var. Bunlar, çok yüksek enerjili kozmik ışın çarpmaları altında yaratılan egzotik parçacıkları ve evrenin şafağında var olan ancak o zamandan beri hiç görülmemiş olan diğer egzotik parçacıkları içerir. Antimadde, evrendeki en nadir madde olarak nitelenmez, çünkü hala çok düşük oranlarda da olsa, pratikte her yerde uzayda yüzer halde bulunabilir.