Q-ball

Na física teórica, Q-Balls são uma coleção de matéria bosônica, que tem um estado de energia inferior do que suas partículas individuais.[1] Em suma, Q-ball é essencialmente um novo universo. Q-all é uma consequência da teoria da supersimetria, que ajudaria a unificar todas as forças da natureza. A teoria exige que cada partícula de matéria que conhecemos tenha um parceiro ainda não detectado, com quarks combinados com "squarks" e elétrons emparelhados com "selétrons".[2] Modelos supersimétricos permitem Q-balls, solitons não topológicos estáveis, que podem ter sido produzidos no início do Universo e contribuiram para a matéria escura.[3]

Esses objetos conteriam sua própria assimetria matéria-antimatéria, o que significa que dentro de cada Q-Ball existiriam porções desiguais de matéria e antimatéria. Quando essas Q-Balls "estouraram", elas teriam liberado mais matéria do que antimatéria momentos depois do Big Bang, antes de o universo inflar rapidamente.[4]

História

As configurações de um campo escalar carregado que são classicamente estáveis (estáveis contra pequenas perturbações) foram construídas por Rosen em 1968.[5] Configurações estáveis de múltiplos campos escalares foram estudadas por Friedberg, Lee e Sirlin em 1976.[6] O nome "Q-ball" e a prova da estabilidade mecânica quântica (estabilidade contra tunelamento para configurações de energia mais baixa) vêm de Sidney Coleman.[7]

Aplicações práticas

Os Q-Balls podem ser usados para fornecer uma fonte inesgotável de energia barata.[8] Estudos sugerem que a energia poderia ser extraída colocando Q-Balls na água, de modo que os fragmentos de decaimento de prótons - elétrons e fótons - emergindo da Q-Ball aquecessem a água.[9]

Referências

  1. ↑ «Scientists explain why there is more matter than antimatter left after the Big Bang | FREE NEWS» (em inglês). Consultado em 15 de dezembro de 2021 
  2. ↑ #author.fullName}. «Great balls of power». New Scientist (em inglês). Consultado em 15 de dezembro de 2021 
  3. ↑ Belolaptikov, I. A.; Bezrukov, L. B.; Budnev, N. M.; Bugaev, E. V.; Djilkibaev, Zh-A. M.; Domogatsky, G. V.; Doroshenko, A. A.; Klabukov, A. M.; Klimushin, S. I. (17 de fevereiro de 1998). «The Experimental Limits on Q-ball Flux with the Baikal Deep Underwater Array "Gyrlyanda"» (em inglês). Consultado em 15 de dezembro de 2021 
  4. ↑ published, Ashley Hamer (15 de dezembro de 2021). «Weird quantum objects known as Q balls could explain why we exist». livescience.com (em inglês). Consultado em 15 de dezembro de 2021 
  5. ↑ Rosen, Gerald (1 de julho de 1968). «Particlelike Solutions to Nonlinear Complex Scalar Field Theories with Positive-Definite Energy Densities». Journal of Mathematical Physics: 996–998. ISSN 1527-2427. doi:10.1063/1.1664693. Consultado em 15 de dezembro de 2021 
  6. ↑ Friedberg, R.; Lee, T. D.; Sirlin, A. (15 de maio de 1976). «Class of scalar-field soliton solutions in three space dimensions». Physical Review D (10): 2739–2761. doi:10.1103/PhysRevD.13.2739. Consultado em 15 de dezembro de 2021 
  7. ↑ Coleman, Sidney (1 de dezembro de 1985). «Q-balls». Nuclear Physics B: 263–283. ISSN 0550-3213. doi:10.1016/0550-3213(85)90286-X. Consultado em 15 de dezembro de 2021 
  8. ↑ Siegfried, Tom (9 de agosto de 2002). Strange Matters:: Undiscovered Ideas at the Frontiers of Space and Time (em inglês). [S.l.]: Joseph Henry Press 
  9. ↑ Dvali, Gia; Kusenko, Alexander; Shaposhnikov, Mikhail (janeiro de 1998). «New physics in a nutshell, or Q-ball as a power plant». Physics Letters B (1-2): 99–106. doi:10.1016/S0370-2693(97)01378-6. Consultado em 15 de dezembro de 2021