Hva er Degenerert materie?

April 4  by Eliza

Degenerert materie er en bisarr form for eksotisk materie skapt i kjernene av massive stjerner, hvor atomer eller subatomære partikler er pakket så tett at den primære kilde til press er ikke lenger termisk men quantum - diktert av begrensninger satt av Pauli eksklusjonsprinsippet, som hevder at to partikler kan okkupere samme kvantetilstand. Det er også nyttig i visse tilfeller for å behandle lednings elektroner i metaller som degenererte materiale, på grunn av sin høye tetthet. Degenerert materie, spesielt metallisk hydrogen, har blitt skapt i et laboratorium før, ved hjelp av trykk over en million atmosfærer (> 100 GPA).

Degenerert saken er unik ved at dens trykk er bare delvis diktert av temperatur og trykk ville faktisk være, selv om temperaturen av saken ble redusert til det absolutte nullpunkt. Dette er ganske annerledes enn de ideelle gasser vi lærer om i fysikk klassen, hvor temperatur og trykk / volum er nært beslektet.

For å øke tettheten, vanlige former for degenerert materie inkluderer metallisk hydrogen, finnes i store mengder i kjernen av massive planeter som Jupiter og Saturn; hvit dverg materie, som finnes i hvite dverger, som vår egen sol vil en dag bli; neutronium, som finnes i nøytronstjerner, endepunktet for stjernenes utvikling for stjerner fra 1,35 til ca 2,1 solmasser; merkelig sak; eller kesam materie, også postulert å eksistere innenfor svært massive stjerner.

I hvit dverg, blir materialet referert til som elektron-degenererte materiale, fordi det ikke er nok energi til å kollapse de elektroner inn atomkjerner og produsere neutronium. I nøytronstjerner, er materialet kalles nøytron-degenerert materie, fordi trykket er så stor at elektronene sikring med protoner å skape materie består av ingenting, men nøytroner. Under normale forhold, frie nøytroner utarte til et proton og et elektron i ca 15 minutter, men under enormt press av en nøytronstjerne, er nøytron-bare materie stabil.

Den mest ekstreme formen for degenerert materie, merkelig sak, er antatt å eksistere i kvark stjerner, stjerner med en masse sted mellom nøytronstjerner og sorte hull, der konstituerende kvarker av nøytroner koble ut og en kvark suppe er opprettet. Quark stjerner er en mulig kandidat for den mystiske mørke materien som utgjør mesteparten av massen av observerte galakser.

  • Metallisk hydrogen er en vanlig form for degenerert materie.
  • Det er en stor mengde av degenerert materie i Jupiter kjerne.