Anda mungkin pernah mendengar bahwa CERN mengumumkan penemuan (konfirmasi, sebenarnya. Lihat lampiran di bawah.) Dari partikel aneh yang dikenal sebagai Z (4430). Sebuah makalah yang merangkum hasilnya telah dipublikasikan di fisika arxiv, yang merupakan tempat penyimpanan untuk makalah fisika pracetak (belum ditinjau sejawat). Partikel baru ini sekitar 4 kali lebih besar dari proton, memiliki muatan negatif, dan tampaknya merupakan partikel teoretis yang dikenal sebagai tetraquark. Hasilnya masih muda, tetapi jika penemuan ini bertahan bisa berimplikasi pada pemahaman kita tentang bintang neutron.
Blok pembangun materi terbuat dari lepton (seperti elektron dan neutrino) dan quark (yang membentuk proton, neutron, dan partikel lainnya). Quark sangat berbeda dari partikel-partikel lain karena mereka memiliki muatan listrik 1/3 atau 2/3 dari elektron dan proton. Mereka juga memiliki jenis "muatan" berbeda yang dikenal sebagai warna. Sama seperti muatan listrik yang berinteraksi melalui gaya elektromagnetik, muatan warna berinteraksi melalui gaya nuklir yang kuat. Ini adalah muatan warna quark yang berfungsi untuk menyatukan inti atom. Biaya warna jauh lebih kompleks daripada muatan listrik. Dengan muatan listrik hanya ada positif (+) dan kebalikannya, negatif (-). Dengan warna, ada tiga jenis (merah, hijau, dan biru) dan kebalikannya (anti-merah, anti-hijau, dan anti-biru).
Karena cara kerja kekuatan yang kuat, kita tidak pernah dapat mengamati quark gratis. Kekuatan yang kuat mengharuskan quark selalu berkelompok untuk membentuk partikel yang netral warna. Sebagai contoh, proton terdiri dari tiga quark (dua naik dan satu turun), di mana masing-masing quark berwarna berbeda. Dengan cahaya tampak, menambahkan cahaya merah, hijau dan biru memberi Anda cahaya putih, yang tidak berwarna. Dengan cara yang sama, menggabungkan quark merah, hijau dan biru memberi Anda partikel yang netral warna. Kesamaan ini dengan sifat warna cahaya adalah mengapa muatan quark dinamai setelah warna.
Menggabungkan quark dari masing-masing warna ke dalam kelompok tiga adalah salah satu cara untuk menciptakan partikel warna netral, dan ini dikenal sebagai baryon. Proton dan neutron adalah baryon yang paling umum. Cara lain untuk menggabungkan quark adalah dengan memasangkan quark dengan warna tertentu dengan quark yang anti-warnanya. Misalnya, kuark hijau dan kuark anti-hijau dapat bergabung untuk membentuk partikel warna netral. Partikel-partikel dua kuark ini dikenal sebagai meson, dan pertama kali ditemukan pada tahun 1947. Sebagai contoh, pion bermuatan positif terdiri dari kuark atas dan kuark antipartikel bawah.
Di bawah aturan kekuatan kuat, ada cara lain quark dapat bergabung untuk membentuk partikel netral. Salah satunya, tetraquark, menggabungkan empat quark, di mana dua partikel memiliki warna tertentu dan dua lainnya memiliki anti-warna yang sesuai. Yang lain, seperti pentaquark (3 warna + sepasang anti-warna warna) dan hexaquark (3 warna + 3 anti-warna) telah diusulkan. Namun sejauh ini semua telah hipotetis. Sementara partikel-partikel semacam itu akan berwarna netral, ada juga kemungkinan bahwa mereka tidak stabil dan hanya akan membusuk menjadi baryon dan meson.
Ada beberapa petunjuk eksperimental tetraquark, tetapi hasil terbaru ini adalah bukti terkuat dari 4 quark yang membentuk partikel netral warna. Ini berarti bahwa quark dapat bergabung dengan cara yang jauh lebih kompleks daripada yang kita perkirakan, dan ini memiliki implikasi untuk struktur internal bintang neutron.
Sederhananya, model tradisional bintang neutron adalah terbuat dari neutron. Neutron terdiri dari tiga quark (dua turun dan satu atas), tetapi secara umum dianggap bahwa interaksi partikel dalam bintang neutron adalah interaksi antara neutron. Dengan adanya tetraquark, neutron dalam inti dapat berinteraksi cukup kuat untuk membuat tetraquark. Ini bahkan dapat menyebabkan produksi pentaquark dan heksaquark, atau bahkan quark dapat berinteraksi secara individu tanpa terikat pada partikel netral warna. Ini akan menghasilkan objek hipotetis yang dikenal sebagai bintang quark.
Ini semua hipotetis pada titik ini, tetapi bukti terverifikasi tetraquark akan memaksa ahli astrofisika untuk menguji kembali beberapa asumsi yang kita miliki tentang interior bintang neutron.
Tambahan: Telah ditunjukkan bahwa hasil CERN bukanlah penemuan asli, melainkan konfirmasi hasil sebelumnya oleh Belle Collaboration. Hasil Belle dapat ditemukan dalam makalah 2008 di Physical Review Letters, serta makalah 2013 di Physical Review D. Jadi kredit di mana kredit jatuh tempo.
