Μήπως κτύπησε τη Γη ύλη από παράξενα κουάρκ;

Από σελίδα του BBC, 22 Νοεμβρίου 2002

Μια ομάδα ερευνητών έχει προσδιορίσει δύο σεισμικά γεγονότα τα οποία θεωρούν ότι παρέχουν τις πρώτες αποδείξεις μιας μορφής της ύλης άγνωστης και μη ανιχνευθείσης μέχρι τώρα, η οποία μπορεί να διαπερνά τη Γη. Πρόκειται για ύλη από παράξενα κουάρκ που είναι τόσο πυκνή ώστε ένα κομμάτι της με το μέγεθος ενός ανθρώπινου κυττάρου θα ζύγιζε έναν τόνο. Τα δύο γεγονότα τα οποία βρέθηκαν και συσχετίσθηκαν με την παράξενη ύλη, πραγματοποιήθηκαν και τα δύο το 1993.

Δεν μπορούμε να αποδείξουμε ότι ήταν ύλη από το παράξενο κουάρκ, αλλά αυτή είναι η μόνη εξήγηση που έχει προσφερθεί μέχρι τώρα

Eugene Herrin

Άλλοι επιστήμονες βασανίζονται, λέγοντας ότι ενώ αυτές οι σεισμικές διαταραχές είναι απίθανες να έχουν προκληθεί από ύλη του παράξενου κουάρκ, δεν έχουν μέχρι τώρα εναλλακτικές εξηγήσεις.

Από τη Μεγάλη Έκρηξη

Η ύλη με παράξενα κουάρκ θα μπορούσε να έχει προκύψει μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη, σύμφωνα με μια θεωρία από το φυσικό Edward Witten του Ιδρύματος για τις Προηγμένες Μελέτες στο Princeton των ΗΠΑ.

Η αρχέγονη φλογοβόλα βολίδα μπορεί να έχει παραγάγει πυκνά, βαριά σωμάτια τα οποία γίνονται από τρεις τύπους κουάρκ, και οι οποίοι είναι θεμελιώδη σωματίδια.

Ενώ τα ονομαζόμενα "πάνω" και "κάτω κουάρκ σχηματίζουν τα πρωτόνια και τα νετρόνια, η προσθήκη των "παράξενων" κουάρκ μπορεί να οδηγήσει σε μια σταθερή μορφή της ύλης, που θα μπορούσε να αυξήσει πολύ περισσότερο τη μάζα από τα συνηθισμένα άτομα.

Υπάρχουν μερικά στοιχεία ότι η ύλη με παράξενα κουάρκ υπάρχει στον Κόσμο. Τον Απρίλιο του 2002, δύο διαφορετικές ομάδες επιστημόνων ανακοίνωσαν ότι είχαν προσδιορίσει καταρρέοντα αστέρια, τα οποία μπορεί να ήταν φτιαγμένα από εξαιρετικά πυκνή ύλη.

Το 1984, ο φυσικός και βραβευμένος με Νόμπελ Φυσικής Sheldon Glashow του Χάρβαρντ πρότεινε ότι οι φυσικοί πρέπει να συνεργαστούν με τους σεισμολόγους στην αναζήτηση των ιχνών της παράξενης ύλης, η οποία μπορεί να έχει περάσει μέσω της Γης με υπερηχητική ταχύτητα.

"Μη συνδεδεμένα γεγονότα"

Υπολόγισε ότι τα σωματίδια με παράξενα κουάρκ θα διαπερνούσαν μέσω της Γης με μια δραματική επίδραση: ένα μικρό κομμάτι του ενός τόνου θα ελευθέρωνε ενέργεια ισοδύναμη μιας πυρηνικής βόμβας 50 κιλοτόνων, η οποία θα ελευθερωνόταν κατά μήκος ολόκληρης της τροχιάς του κομματιού μέσω της Γης.

Το 1993, οι Vidgor Teplitz, Eugene Herrin, David Άντερσον και Ileana Tibuleac, όλοι τους από το Νότιο Πανεπιστήμιο Μεθοδιστών στις ΗΠΑ, ξεκίνησε να παρατηρεί τέτοια γεγονότα.

Τα σεισμικά αρχεία αναζητήθηκαν για τις ανωμαλίες

Αυτοί οι ερευνητές έψαξαν τα παγκόσμια σεισμογραφικά αρχεία για τα γεγονότα που λέγονται "μη συνδεδεμένα". Κοίταξαν σε περισσότερα από ένα εκατομμύριο αρχεία, τα οποία συλλέχθηκαν από την Αμερικανική Γεωλογική Επιθεώρηση, μεταξύ του 1990 ως το 1993, και τα οποία δεν συνδέθηκαν με τις παραδοσιακές σεισμικές διαταραχές, όπως οι σεισμοί.

Προηγουμένως, οι Herrin και Teplitz σκέφτηκαν ότι θα ήταν πιθανό να ψάξουν για σεισμικά γεγονότα που να δείχνουν το πέρασμα της ύλης από παράξενης κουάρκ (που είναι γνωστή επίσης ως nuclearites) διαμέσου της Γης, επειδή τέτοια γεγονότα θα είχαν ένα ευδιάκριτο σεισμικό σήμα - μια ευθεία γραμμή.

Αυτή η σεισμική υπογραφή θα προκαλούταν από τη μεγάλη αναλογία της ταχύτητας των  nuclearites (της παράξενης ύλης  που διαπερνάει τη Γη) στην ταχύτητα του ήχου στη Γη. Υπολογίστηκε ότι η παράξενη αυτή ύλη μπορεί να περάσει μέσω της Γης με ταχύτητα 400 χλμ ανά δευτερόλεπτο,  40 φορές τη ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων.

Η συλλογή των στοιχείων σταματάει

Η ομάδα επίσης καθόρισε ότι η ελάχιστη απαίτηση για την ανίχνευση ενός nuclearite θα ήταν ανίχνευση του σήματός της από επτά σταθμούς ελέγχου.

Τα πιο πρόσφατα συμπεράσματα των ερευνητών επιλέγουν δύο σεισμικά γεγονότα με την γραμμική μορφή που έψαχναν.

Σε δύο περιπτώσεις, οι χρόνοι άφιξης και οι μορφές των σεισμικών κυμάτων σε εννέα σταθμούς σημαδεύτηκαν με γραμμικές εκρήξεις της ενέργειας. Μέσα στη Γη έγιναν διαρρήξεις σε μεγάλο βάθος με ταχύτητες εκατοντάδες χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο, παρά μια επιφανειακή ρωγμή, όπως γίνεται στους συνηθισμένους σεισμούς.

Το ένα γεγονός εμφανίστηκε στις 22 Οκτωβρίου του 1993, όταν, σύμφωνα με τους ερευνητές, κάτι μπήκε μέσα στη Γη από την Ανταρκτική και αφέθηκε στο Νότιο μέρος της Ινδίας, μόλις 0.73 του ενός δευτερολέπτου αργότερα.

Το άλλο εμφανίστηκε στις 24 Νοεμβρίου του 1993, όταν μπήκε ένα παρόμοιο αντικείμενο στο Νότιο μέρος της Αυστραλίας και βγήκε από τη Γη κοντά κοντά στην Ανταρκτική σε 0.15 του ενός δευτερολέπτου αργότερα.

Το πρώτο γεγονός καταγράφηκε σε επτά σταθμούς ελέγχου στην Ινδία, την Αυστραλία, τη Βολιβία και την Τουρκία, και το δεύτερο γεγονός καταγράφηκε σε εννέα σταθμούς ελέγχου στην Αυστραλία και τη Βολιβία.

"Δεν μπορούμε να αποδείξουμε ότι αυτό το αντικείμενο ήταν παράξενη ύλη, αλλά αυτή είναι η μόνη εξήγηση που έχει προσφερθεί μέχρι τώρα", λέει ο Herrin.

Δυστυχώς, οι επιστήμονες μπορεί να μην είναι σε θέση να βρουν άλλα γεγονότα, τα οποία προτείνουν τη μετάβαση της ύλης από παράξενο κουάρκ μέσω της Γης.

Το 1993 η Αμερικανική Γεωλογική Επιθεώρηση σταμάτησε τη συλλογή των στοιχείων από τα "μη συνδεδεμένα γεγονότα".