Kissé bizarr, ám gusztusos neve ellenére a nukleáris tészta nem valami extrém finomság, hanem a
az univerzum legerősebb anyaga.
Legalábbis elméletileg, avagy hipotetikusan.
A tudósok úgy gondolják, hogy ez a kozmikus spagetti a neutroncsillagok belsejében, konkrétan a csillag kéregének és magjának közötti régióban létezik. Ebben a szélsőséges környezetben az atommagok olyan erősen összenyomódnak, hogy szokatlan geometriai struktúrákba rendeződnek át, az alakzatok pedig különböző tésztatípusokra emlékeztetnek – innen kapta a jelenség a nevét.
Egy pulzár, vagyis egy gyorsan forgó neutroncsillag (fotó: NASA)
Mint írtuk, a nukleáris tészta feltehetően a neutroncsillagok belső kéregében található. A neutroncsillagok akkor keletkeznek, amikor hatalmas csillagok szupernóvaként robbannak fel, magjuk a gravitáció hatására összeomlik, és az anyagot rendkívüli sűrűségűre tömöríti. Míg a külső kéreg sűrűn elhelyezkedő atommagokat és elektronokat tartalmaz, a mélyebb rétegek sűrűsége megközelíti az atommagokét. Ebben az átmeneti zónában – közvetlenül azelőtt, hogy az anyag egyenletes neutrontengerré válna – alakul ki a nukleáris tészta.
A nukleáris tészta kialakulását két hatalmas erő közötti kényes egyensúly határozza meg: egyrészt a nukleáris erő, amely a protonokat és a neutronokat köti össze, másrészt meg az elektromágneses erő, amelynek hatására a pozitív töltésű protonok egymást taszítják.
Normál körülmények között az atommagok nagyjából gömb alakúak maradnak. Egy neutroncsillag belsejében azonban a gravitáció olyan erősen összenyomja az anyagot, hogy az atommagok kénytelenek egymással érintkezésbe kerülni. Ilyen sűrűségek mellett az erő összehúzza a részecskéket, a protonok taszítása pedig szétnyomja őket.
Ezen erők közötti versengés olyan komplex struktúrákat hoz létre, amelyek minimalizálják az energiát – ami tésztaszerű alakzatokat eredményez.
Ez nem nukleáris, hanem hagyományos gnocci (fotó: Smith Collection/Gado/Getty Images)
A tudósok a nukleáris tészta több fázisát azonosították, amelyek mindegyikét népszerű tésztaételekhez való külső hasonlóságáról nevezték el (itt meg is lehet nézni hozzá egy szemléltető ábrát).
- Gnocchi-fázis: a legkorábbi szakaszban az atommagok cseppszerű formákba csoportosulnak, amelyek kis gombócokra emlékeztetnek. Ezek sűrű proton- és neutroncsomók, amelyeket szabad neutronok tengere vesz körül.
- Spagetti-fázis: a sűrűség növekedésével a gömb alakú csomók hosszú, hengeres szálakká olvadnak össze. Ezek a struktúrák spagettiszálakra emlékeztetnek, amelyek a neutronokban gazdag környezetben húzódnak.
- Lasagna-fázis: még nagyobb sűrűségnél a szálak lapocskaszerű rétegekké préselődnek, hasonlóan a lasagna tésztájához.
- Az anti-spagetti és az anti-gnocchi-fázisok: a későbbi szakaszokban a szerkezetek megfordulnak. A neutronokkal körülvett sűrű maganyag helyett üregek alakulnak ki az egyenletes maganyag belsejében, csőszerű vagy buborékos alakzatokat hozva létre – ezek az átmenetek azt mutatják, hogy az anyag szélsőséges nyomás hatására átrendeződik.
A nukleáris tészta emberi ésszel gyakorlatilag felfoghatatlan tulajdonságokkal rendelkezik:
sűrűsége körülbelül 100 billiószor nagyobb, mint a vízé, vagyis egy kockacukor méretű darabja több milliárd tonnát nyomna, és a számítógépes szimulációk szerint körülbelül 10 milliárdszor erősebb lehet az acélnál.
Mivel a neutroncsillagok több ezer fényévre vannak tőlünk, a tudósok természetesen nem tudják közvetlenül megfigyelni a nukleáris tésztát. Más körülmények között pedig nem hozható létre hasonló anyag: ugyanis az ehhez szükséges nyomás olyan extrém, hogy azt egyetlen ismert bolygó, csillag vagy laboratórium sem képes reprodukálni. Még a részecskegyorsítók sem képesek ilyen sűrű állapotokat elég hosszú ideig fenntartani ahhoz, hogy hasonló szerkezetek alakulhassanak ki.
Ahogy a csillagászat fejlődésével a neutroncsillagok mérésének pontossága egyre nő, a tudósok egyre szilárdabb bizonyítékokat szerezhetnek a nukleáris tészta létezéséről, a jövőbeli felfedezések pedig fényt deríthetnek közelebb vihetnek minket az anyag legszélsőségesebb állapotainak megértéséhez.
