Galbūt girdėjote, kad CERN paskelbė atradęs keistą dalelę, vadinamą Z (4430) (patvirtinimą iš tikrųjų. Žr. Priedą žemiau.). Rezultatų santrauka buvo paskelbta fizikos archyve, kuris yra priešspausdintų (dar neperžiūrėtų) fizikos dokumentų saugykla. Naujoji dalelė yra maždaug 4 kartus masyvesnė už protoną, turi neigiamą krūvį ir, atrodo, yra teorinė dalelė, vadinama tetrakvarku. Rezultatai vis dar yra jauni, tačiau jei šis atradimas liks, tai gali turėti įtakos mūsų supratimui apie neutronines žvaigždes.
Medžiagos statybiniai blokai yra sudaryti iš leptonų (pavyzdžiui, elektronų ir neutrinų) ir kvarkų (kurie sudaro protonus, neutronus ir kitas daleles). Kvarkai labai skiriasi nuo kitų dalelių tuo, kad jų elektrinis krūvis yra 1/3 arba 2/3 nei elektrono ir protono. Jie taip pat turi kitokio tipo „krūvį“, vadinamą spalva. Kaip ir elektriniai krūviai sąveikauja per elektromagnetinę jėgą, spalvų krūviai sąveikauja per stiprią branduolinę jėgą. Tai kvarkų spalvos krūvis, kuris palaiko atomų branduolius kartu. Spalvų įkrovimas yra daug sudėtingesnis nei elektros krūvis. Esant elektros krūviui, tiesiog yra teigiamas (+) ir priešingas, neigiamas (-). Naudojant spalvą, yra trys tipai (raudona, žalia ir mėlyna) ir jų priešybės (anti-raudona, anti-žalia ir anti-mėlyna).
Dėl stiprios jėgos veikimo niekada negalime pastebėti laisvo kvarko. Didelė jėga reikalauja, kad kvarkai visada susivienytų kartu, kad sudarytų dalelę, kurios spalva būtų neutrali. Pavyzdžiui, protoną sudaro trys kvarkai (du aukštyn ir vienas žemyn), kur kiekvienas kvarkas yra skirtingos spalvos. Jei matoma šviesa, pridedant raudoną, žalią ir mėlyną šviesas, gaunama bespalvė balta šviesa. Tuo pačiu būdu derindami raudoną, žalią ir mėlyną kvarką gausite dalelę, kurios spalva yra neutrali. Dėl panašumo į šviesos spalvų savybes varškės krūvis pavadintas spalvomis.
Kiekvienos spalvos kvarką sujungus į tris grupes, galima sukurti spalvoms neutralią dalelę, kuri vadinama baronais. Protonai ir neutronai yra labiausiai paplitę baronai. Kitas būdas kvarkus sujungti yra suporuoti tam tikros spalvos kvarką su jo anti-spalvos kvarku. Pvz., Žalias kvarkas ir anti-žalias kvarkas galėtų derėti, kad būtų spalvota neutrali dalelė. Šios dviejų kvarkų dalelės yra žinomos kaip mezonai ir pirmą kartą buvo aptiktos 1947 m. Pavyzdžiui, teigiamai įkrautą pioną sudaro kvarkas aukštyn ir kietųjų dalelių antikūnas.
Pagal stiprios jėgos taisykles, kvarkai gali sujungti ir sudaryti neutralią dalelę. Vienas iš jų, tetrakarkas, jungia keturis kvarkus, kur dvi dalelės turi tam tikrą spalvą, o kitos dvi turi atitinkamas anti-spalvas. Siūlomos kitos, pavyzdžiui, penkiakampė (3 spalvos + spalvota anti-spalvų pora) ir šešiakampė (3 spalvos + 3 anti-spalvos). Tačiau iki šiol visa tai buvo hipotetinė. Nors tokios dalelės būtų neutralios spalvos, taip pat įmanoma, kad jos nėra stabilios ir tiesiog suskaidomos į baronus ir mezonus.
Buvo keletas eksperimentinių užuominų apie tetrakvarkus, tačiau šis paskutinis rezultatas yra aiškiausias įrodymas, kad 4 kvarkai sudaro spalvomis neutralią dalelę. Tai reiškia, kad kvarkai gali derėti daug sudėtingesniais būdais, nei mes iš pradžių tikėjomės, ir tai turi įtakos neutroninių žvaigždžių vidinei struktūrai.
Paprastai tariant, tradicinis neutronų žvaigždės modelis yra tas, kad ji pagaminta iš neutronų. Neutronus sudaro trys kvarkai (du žemyn ir vienas aukštyn), tačiau paprastai manoma, kad dalelių sąveika neutronų žvaigždėje yra neutronų sąveika. Esant tetrakvarkams, neutronai šerdyje gali pakankamai stipriai sąveikauti, kad susidarytų tetrakvarkai. Tai gali lemti net pentakvarkų ir šešiabriaunių miltelių gamybą arba netgi tai, kad kvarkai gali sąveikauti atskirai, nebūdami surišti į spalvos neutralias daleles. Tai sukeltų hipotetinį objektą, žinomą kaip varškės žvaigždė.
Šiuo metu visa tai yra hipotetinė, tačiau patikrinti tetrakvarkų įrodymai privers astrofizikus iš naujo išnagrinėti kai kurias mūsų prielaidas apie neutroninių žvaigždžių interjerus.
Priedas: Buvo pabrėžta, kad CERN rezultatai nėra originalus atradimas, o greičiau „Belle Collaboration“ ankstesnių rezultatų patvirtinimas. „Belle“ rezultatus galima rasti 2008 m. Dokumente „Physical Review Letters“, taip pat 2013 m. Dokumente „Physical Review D.“. Taigi kreditą reikia mokėti ten, kur reikia mokėti.
