Anda mungkin pernah mendengar bahawa CERN mengumumkan penemuan (pengesahan, sebenarnya. Lihat tambahan di bawah.) Zarah aneh yang dikenali sebagai Z (4430). Makalah yang merangkum hasilnya telah diterbitkan di arxiv fizik, yang merupakan repositori untuk kertas fizik preprint (belum ditinjau oleh rakan sebaya). Partikel baru kira-kira 4 kali lebih besar daripada proton, mempunyai muatan negatif, dan nampaknya merupakan zarah teoritis yang dikenali sebagai tetraquark. Hasilnya masih muda, tetapi jika penemuan ini bertahan, ia dapat memberi implikasi kepada pemahaman kita mengenai bintang neutron.
Bahan binaan bahan terbuat dari lepton (seperti elektron dan neutrino) dan quark (yang membentuk proton, neutron, dan zarah lain). Quark sangat berbeza dengan zarah lain kerana ia mempunyai cas elektrik yang 1/3 atau 2/3 daripada elektron dan proton. Mereka juga memiliki jenis "cas" yang berbeda yang dikenal sebagai warna. Sama seperti cas elektrik berinteraksi melalui daya elektromagnetik, cas warna berinteraksi melalui daya nuklear yang kuat. Ini adalah cas warna quark yang berfungsi untuk menyatukan inti atom bersama. Cas warna jauh lebih kompleks daripada cas elektrik. Dengan cas elektrik terdapat positif (+) dan sebaliknya, negatif (-). Dengan warna, terdapat tiga jenis (merah, hijau, dan biru) dan kebalikannya (anti-merah, anti-hijau, dan anti-biru).
Kerana cara kekuatan kuat berfungsi, kita tidak pernah dapat melihat quark bebas. Kekuatan yang kuat memerlukan quark sentiasa berkumpul untuk membentuk zarah yang berwarna neutral. Sebagai contoh, sebuah proton terdiri daripada tiga quark (dua ke atas dan satu ke bawah), di mana setiap quark mempunyai warna yang berbeza. Dengan cahaya yang kelihatan, menambahkan cahaya merah, hijau dan biru memberi anda cahaya putih, yang tidak berwarna. Dengan cara yang sama, menggabungkan quark merah, hijau dan biru memberi anda zarah yang berwarna neutral. Persamaan ini dengan sifat warna cahaya adalah mengapa caj quark dinamai warna.
Menggabungkan quark setiap warna ke dalam kumpulan tiga adalah salah satu cara untuk membuat zarah neutral warna, dan ini dikenali sebagai baryon. Proton dan neutron adalah baryon yang paling biasa. Cara lain untuk menggabungkan quark adalah memasangkan quark warna tertentu dengan quark anti-warnanya. Contohnya, quark hijau dan quark anti-hijau dapat bergabung untuk membentuk zarah neutral warna. Partikel dua-quark ini dikenal sebagai meson, dan pertama kali ditemui pada tahun 1947. Sebagai contoh, pion bermuatan positif terdiri daripada quark naik dan quark antipartikel.
Di bawah peraturan kekuatan kuat, ada cara lain quark dapat bergabung untuk membentuk zarah neutral. Salah satunya, tetraquark, menggabungkan empat quark, di mana dua zarah mempunyai warna tertentu dan dua yang lain mempunyai warna anti yang sesuai. Yang lain, seperti pentaquark (3 warna + sepasang anti-warna warna) dan hexaquark (3 warna + 3 anti-warna) telah dicadangkan. Tetapi setakat ini semua ini bersifat hipotesis. Walaupun zarah-zarah seperti itu tidak berwarna, ada kemungkinan ia tidak stabil dan hanya akan merosot menjadi baryon dan meson.
Terdapat beberapa petunjuk tetraquark, tetapi hasil terbaru ini adalah bukti terkuat dari 4 quark yang membentuk zarah neutral warna. Ini bermaksud bahawa quark dapat bergabung dengan cara yang jauh lebih kompleks daripada yang kita jangkakan, dan ini mempunyai implikasi untuk struktur dalaman bintang neutron.
Secara sederhana, model tradisional bintang neutron adalah bahawa ia terbuat dari neutron. Neutron terdiri daripada tiga quark (dua bawah dan satu ke atas), tetapi secara umum dianggap bahawa interaksi zarah dalam bintang neutron adalah interaksi antara neutron. Dengan adanya tetraquark, kemungkinan neutron dalam inti berinteraksi dengan cukup kuat untuk membuat tetraquark. Ini bahkan boleh menyebabkan penghasilan pentaquark dan hexaquark, atau bahkan quark dapat berinteraksi secara individu tanpa terikat pada zarah neutral warna. Ini akan menghasilkan objek hipotesis yang dikenali sebagai bintang quark.
Ini semua hipotetis pada ketika ini, tetapi bukti tetraquark yang disahkan akan memaksa ahli astrofizik untuk mengkaji semula beberapa andaian yang kita ada mengenai bahagian dalam bintang neutron.
Tambahan: Telah ditunjukkan bahawa hasil CERN bukanlah penemuan yang asli, melainkan pengesahan hasil sebelumnya oleh Belle Collaboration. Hasil Belle boleh didapati dalam makalah tahun 2008 di Physical Review Letters, dan juga kertas 2013 di Physical Review D. Jadi kredit di mana kredit perlu dibayar.
