Kas ir retākā viela Visumā?

Lai gan kvarka-gluona plazma pašlaik ir pretendente uz visretāko vielu Visumā, tās sākumā tas bija normāls matērijas stāvoklis. Kvarka-gluona plazma ir gandrīz brīvu kvarku un gluonu vanna, kas parasti ir cieši savienoti nukleonos. Parastie nukleoni ir tik cieši turēti kopā, ka pat kodolsprādziens vai temperatūra un spiediens Saules kodolā nav pietiekami, lai tos satricinātu. Brīvie kvarki nekad nav novēroti, un daži fiziķi uzskata, ka pati brīvo kvarku parādība ir fiziski neiespējama.

Kvarka-gluona plazma tiek radīta dažos neparastos apstākļos ārpus Lielā sprādziena. Kopš 2000. gada mēs esam spējuši to ražot pēc vēlēšanās daļiņu paātrinātājos, izmantojot milzīgus enerģijas daudzumus, kas vērsti uz smagajiem joniem. Lai to radītu, bija nepieciešamas aptuveni divas desmitgades, lai to radītu, visretāko vielu, ko mēs zinām. Šis varoņdarbs tika paveikts CERN daļiņu paātrinātājā Šveicē. Pavisam nesen CERN lielais hadronu paātrinātājs veic eksperimentus ar kvarka-gluona plazmu.

Kvarka-gluona plazma patiesībā var nebūt retākā viela, ja izrādās, ka tā pastāv ārkārtīgi masīvu zvaigžņu centros. Dažas neitronu zvaigznes (pārpalikums, ko atstājušas dažas no lielākajām supernovām) ir blīvākas, nekā varētu prognozēt teorijā, tādēļ dažiem zinātniekiem rodas aizdomas, ka patiesībā tās nav neitronu zvaigznes, bet gan kvarku zvaigznes. Neitronu zvaigžņu rādiuss ir no 10 līdz 20 km (9,66–19,3 km), bet to masa ir nedaudz lielāka par Saules masu. Turpretim kvarku zvaigznēm, ja tādas pastāv, rādiuss būtu no 3 līdz 9 km (3,22–9,66 km), un to masa būtu salīdzināma ar neitronu zvaigznēm, padarot tās par visblīvākajiem objektiem Visumā. Supernovas paliekas RX J1856.5-3754, Zemei vistuvāk esošā neitronu zvaigzne, ir viens no potenciālajiem kandidātiem, lai kļūtu par kvarku zvaigzni.

Ir arī citas vielas, kas pretendē uz visretākās vielas titulu Visumā. Tie ietver eksotiskās daļiņas, kas radušās ļoti augstas enerģijas kosmisko staru sadursmēs, un citas eksotiskas daļiņas, kas pastāvēja Visuma rītausmā, bet kopš tā laika nekad nav redzētas. Antimatērija nav visretākā viela Visumā, jo to joprojām var atrast peldam kosmosā praktiski visur, kaut arī ļoti mazās proporcijās.