Vad är det sällsynta ämnet i universum?

Det sällsynta ämnet är universum är förmodligen kvark-gluonplasma eller något liknande. Detta är en fas av materia som genereras endast under de mest intensiva temperaturerna och påtrycket. Under större delen av den första miljondelen av en sekund efter Big Bang, den explosiva händelsen som skapade vårt universum, var all materia i form av en kvark-gluonplasma. Kvarkar och gluoner är partiklar som utgör nukleoner som neutroner och protoner, vilket i sin tur utgör atomerna som utgör all materia. Kvarkar är partiklarna med massa, medan gluoner är de kraftmedicinerande partiklarna som "lim" går ihop.

Även om kvark-gluonplasma är för närvarande en utmanare för det sällsynta ämnet i universum, var det i början, det var det normala tillståndet för materien. En kvark-gluonplasma är ett bad med nästan fria kvarkar och gluoner, som vanligtvis är tätt inlåsta i nukleoner. Konventionella nukleoner hålls så tätt samman att även en kärnkraftsexplosion eller temperatur och tryck vid thSolens kärna räcker inte för att skaka dem isär. Gratis kvarkar har aldrig observerats, och vissa fysiker tycker att själva fenomenet med fria kvarkar är fysiskt omöjligt.

Quark-Gluon-plasma skapas under vissa ovanliga omständigheter utanför Big Bang. Vi har kunnat producera det när som helst i partikelacceleratorer, med enorma mängder energi som är inriktade på tunga joner, sedan år 2000. Det tog ungefär två decennier av att försöka skapa den, det sällsynta ämnet som vi känner till. Bushen åstadkoms vid CERN -partikelacceleratorn i Schweiz. På senare tid genomför Cerns stora Hadron-collider experiment på Quark-Gluon-plasma.

Kvark-Gluon-plasma kanske inte är det sällsynta ämnet om det visar sig att existera i centrum av extremt massiva stjärnor. Vissa neutronstjärnor (resterna som lämnats av några av de största supernovorna) är tätare än vad som skulle vara föreDagad av teori, vilket får vissa forskare att misstänka att dessa inte är neutronstjärnor, utan faktiskt kvarkstjärnor. Neutronstjärnor har en radie mellan 10 och 20 km (6 - 12 mi), men en massa något större än solen. Däremot skulle Quark-stjärnor, om de existerar, ha en radie mellan 3 och 9 km (2-6 mi) och en massa som är jämförbar med neutronstjärnor, vilket gör dem till de mest täta föremålen i universum. Supernova-rest RX J1856.5-3754, neutronstjärnan närmast jorden, är en potentiell kandidat för att vara en kvarkstjärna.

Det finns andra ämnen som strider mot titeln på Rarest Substance in the Universe. Dessa inkluderar de exotiska partiklarna som skapats under mycket högenergi kosmiska strålkollisioner och andra exotiska partiklar som fanns vid universums gryning men aldrig har sett sedan dess. Antimateria kvalificeras inte som det sällsynta ämnet i universum eftersom det fortfarande kan hittas flytande i rymden praktiskt taget överallt, om än i mycket låga proportions.