¿Podríamos organizar los quarks de manera inestable y crear una reacción en cadena? ¿Podríamos cosechar energía de él (a través del calor, por ejemplo)?

Answer 1

Sorta

Además de todas las combinaciones de quarks en el estado fundamental que dan las partículas conocidas como protones, neutrones, mesones pi, etc., también hay un bazillion de resonancias para estas partículas. En estas resonancias, hay uno o más quarks en un orbital más alto, un nivel de energía más alto. De alguna manera, es muy parecido a tener un electrón elevado a un nivel de energía más alto en un átomo.

Pero hay una diferencia significativa: no se necesita mucha energía para subir un electrón a un orbital más alto en, por ejemplo, un átomo de neón, pero se necesita MUCHA MÁS energía para subir un quark a un nivel de energía más alto en un mesón o un hadron. Entonces, un átomo de neón con un electrón en un estado excitado todavía se comporta de manera muy similar a un átomo de neón en estado fundamental. Pero un protón o un mesón con un quark en un estado excitado tendrá mucha más energía que el estado fundamental que se verá como una partícula completamente diferente , con una gran diferencia de masa.

Estas resonancias (mesones y hadrones excitados) decaen muy rápidamente, casi instantáneamente por escamas humanas. Algunos experimentos de física de partículas son algo análogos a lo que es la espectroscopía para los átomos, pero estamos explorando los niveles de energía de los quarks en estas resonancias excitadas, en lugar de los electrones en los átomos excitados.

Pero no podemos cosechar ninguna energía de ellos por una simple razón: no hay mina de resonancia de mesón en ninguna parte, donde podamos desenterrar mesones excitados. Hay muchas minas de uranio y pozos de petróleo alrededor, pero, por desgracia, no hay pozos de hadrones excitados.

Si desea una resonancia, debe hacerlo fresco en un acelerador de partículas. Y la energía que tendrá que poner para hacer funcionar el acelerador para hacer la resonancia es más que la energía que obtendrá cuando la resonancia decaiga rápidamente. Por lo tanto, no es una fuente potencial de combustible porque la naturaleza no nos ha dejado un suministro de ellos ya entusiasmados.

Answer 2

Se postula que si reúne suficientes quarks, entonces la configuración de energía mínima comprendería un número aproximadamente igual de quarks arriba, abajo y extraños. Esto se debe al Principio de Exclusión de Pauli, que de otro modo forzaría a los quarks de arriba a abajo a entrar en estados de mayor energía. Esto significa que los extraños pueden producir una reacción en cadena, en la que un pequeño grupo de materia extraña comienza a convertir todo lo que toca en materia extraña. El hecho de que parece que no vemos que esto suceda en ningún lado sugiere que la teoría es incorrecta o que, por suerte para nosotros, estos grupos de materia extraña están aislados. La gente está buscando evidencia de materia extraña y se ha conjeturado que Dark Matter puede ser extraña. Si quieres saber más sobre este tipo de cosas, deberías buscar todas las predicciones del día del juicio final hechas sobre el CERN, ninguna de las cuales es realista, ya que el Universo rutinariamente rompe partículas mucho más violentamente sin destruirnos.

Answer 3

Muchas veces se ha dicho que los quarks están confinados dentro de un tamaño demasiado pequeño dentro del nucleón (protón o neutrón) y en otros bariones y mesones. No pueden ser como partículas individuales, si alguna aplica fuerza con alta energía para separar el los quarks se opondrán a una tensión muy alta, y podrían crearse nuevos quarks. No es posible organizar quarks en un estado diferente al que está confinado en el mismo. Por lo tanto, tal pregunta no tiene bases científicas para hacerse. Debes conocer bien el estado físico de los quarks dentro de los hadrones.

Answer 4

Definitivamente puede organizar quarks en configuraciones inestables. Esto se realiza en aceleradores de partículas como CERN (CERN | Accelerating science) en Ginebra como negocio diario. Incluso puede recoger el calor generado por la descomposición de las composiciones de quark resultantes. Sin embargo, no puede crear energía a partir de eso, ya que el proceso de producción de nuevas combinaciones de quark consume MUCHA energía y es MUY ineficiente.

Answer 5

No afirmaré que es absolutamente imposible, aunque sospecho que lo es. Pero ciertamente sería difícil porque 1) la interacción entre los quarks es mucho más corta que entre las moléculas involucradas en una reacción química en cadena 2) el “confinamiento de quark” crea nuevos quarks donde no los quiere, lo que interfiere con la reacción en cadena.