Stelle di quark e stelle di preoni

STELLE DI QUARK E STELLE DI PREONI

In natura i quark devono vivere per forza confinati all'interno dei barioni e mesoni. Eppure nell'universo possono esistere condizioni estreme in cui la materia può essere costituita da soli quark. Ciò avviene nelle cosiddette stelle di quark. Si tratta di una fase ultradensa della materia e potrebbe formarsi in stelle di neutroni particolarmente massicce. Una stella di neutroni si può trasformare in una stella di quark tramite un processo denominato deconfinamento dei quark, che può avvenire quando la stella di neutroni va soggetta a un ulteriore collasso della sua struttura: in tal modo i due quark down e il quark up che costituiscono ciascun singolo neutrone andrebbero a formare una specie di plasma di quark e gluoni (che esamineremo in seguito). La stella dovrebbe dunque avere, secondo i più recenti modelli teorici, solo quark liberi al suo interno. Una stella di quark sarebbe composta da quark up e down ma anche da quark strange. In tal modo questo stranissimo tipo di stella si comporterebbe praticamente come un adrone gigante, delle dimensioni di qualche chilometro e con valori spaventosi della densità. Nel momento in cui ha luogo il processo di deconfinamento dei quark, ovvero quando la stella di neutroni diventa stella di quark, dai modelli di astrofisica teorica si prevede che venga emessa un'enorme quantità di energia sotto forma di raggi Gamma. E, infatti, proprio il collasso di una stella di neutroni in una stella di quark potrebbe essere la teoria che sta alla base delle cosiddette esplosioni Gamma, mastodontiche liberazioni di energia provenienti da svariati punti dell'universo e scoperte in buon numero da satelliti spaziali. Ma la fantasia dei teorici non si ferma alle stelle di quark. Alcuni fisici teorici e particellari, in collaborazione con alcuni astrofisici, prevedono anche l'esistenza delle cosiddette stelle di preoni. Si tratterebbe, in questo caso, delle stelle più estreme che esistano, dal momento che le particelle subatomiche di cui esse dovrebbero essere composte - i cosiddetti preoni - sarebbero, secondo alcuni, i mattoni fondamentali che a loro volta comporrebbero sia i quark che i leptoni. Non esistono ancora prove che i preoni esistano realmente ma i calcoli matematici di alcuni li prevedono, seppur a livello di semplice modello e ipotesi. Sta di fatto, comunque, che se essi esistono realmente il Modello Standard delle particelle elementari andrebbe radicalmente esteso. In ogni caso, se esistono veramente le stelle fatte di preoni, esse dovrebbero avere densità inconcepibili, intermedie a quelle delle stelle dei neutroni e dei buchi neri. Per esempio una stella di preoni che avesse la stessa massa della Terra avrebbe un diametro di soli 5 metri!