Continente de estabilidad

El continente de estabilidad es un grupo hipotético de grandes nucleidos con masas mayores de 300 daltons que es estable frente a la desintegración radiactiva, que consiste en quarks arriba y quarks abajo que fluyen libremente en lugar de quarks arriba y abajo ligados en protones y neutrones. La materia que contiene estos nucleidos se denomina materia de quarks arriba-abajo ( udQM ). ^{[ 1 ]} El continente de estabilidad recibe su nombre por analogía con la isla de estabilidad . Sin embargo, si existe, el rango de carga y masa será mucho mayor que en la isla. Se predice que la materia de quarks compuesta de quarks arriba y quarks abajo es un estado de energía más bajo que el que contiene quarks extraños ( materia de quarks extraños ), y también más bajo que la combinación de quarks en forma de hadrones que se encuentran en los núcleos atómicos normales si hay más de 300 protones y neutrones. ^{[ 1 ] [ 2 ]} El límite inferior de 300 se calculó basándose en un modelo de tensión superficial, donde la superficie tiene una energía mayor que el interior de la pieza de materia de quarks. Para ser la forma absolutamente más estable, la energía debe ser menor que la de la materia normal más estable, es decir, 930  MeV por barión . Si estos nucleidos de materia de quarks existen, serían estables frente a la fisión , ya que la fisión aumentaría la superficie. El nucleido de materia de quarks podría absorber neutrones, lo que resultaría en un aumento de su masa. ^{[ 1 ]}

El límite del continente de estabilidad está determinado por las situaciones en las que la energía de Coulomb debida a la carga eléctrica supera la energía de enlace , o en las que la desintegración en núcleos atómicos resulta en una energía menor. El número másico de energía más baja es proporcional al cubo de la carga (número atómico). Sin embargo, existe un rango de cargas estables para cada masa, y este rango aumenta a medida que aumenta la masa. Esto puede dar lugar a nucleidos muy pesados ​​con números atómicos iguales a los de los elementos conocidos, e incluso a partículas de materia quark con carga cero. ^{[ 1 ]}

A proposed alternative form of quark matter known as strangelets contains strange quarks in addition to the up and down quarks. This would be neutral in charge, and thus not form atoms. udQM is probably lower energy than strangelets (uds-matter).^[3]

At CERN'sLarge Hadron Collider, the ATLAS Collaboration is attempting to observe this kind of matter.^[4]

Doubts emerged in 2025 about the stability of quark matter^[5] were subsequently overcome.^[6]

Electron-positron pairs will form in the high charge field via the Schwinger mechanism when the electric charge of udQM is larger than 163, at which the baryon number is 609.^[7] The smallest stable udQM against neutron emission would be at baryon number 39.^[7]

udQM could be possibly formed during a supernova core collapse from conversion of superheavy nuclei. In this environment there is a high density of electrons and electron neutrinos present. The udQM would then end up in neutron stars. udQM nuclides may be detectable in cosmic rays.^[3]

A star containing a large proportion of udQM is called a ud quark star (or udQS). Heavy neutron stars may convert into this star type.^[8] Whether they do may be verified by detecting binary compact stellar collisions via gravitational waves.^[9]