写于 2017-08-18 03:37:12| 金沙平台| 总汇

轻夸克质量决定碳和氧的产生以及碳基寿命的可行性

图片来源:Dean Lee

来自美国宇航局的地球和水星图像

在一项新研究中,物理学家研究了形成碳和氧以形成宇宙中碳基生命所必需的条件

我们所知道的生命是基于碳和氧的元素

现在,包括来自北卡罗来纳州立大学的物理学家团队正在研究在宇宙中形成这两种元素所必需的条件

他们发现,在支持生命方面,宇宙留下的误差很小

当氦在巨大的红色恒星内部燃烧时,会产生碳和氧

碳-12是我们所有的基本元素,只有当三个α粒子或氦-4核以非常特殊的方式结合时才能形成

形成的关键是碳-12的激发态,称为Hoyle态,并且它具有非常特定的能量 - 在379keV(或379,000电子伏特)下测量,高于三个α粒子的能量

通过另一种α粒子和碳的组合产生氧气

北卡罗来纳州物理学家Dean Lee和德国同事Evgeny Epelbaum,Hermann Krebs,Timo Laehde和Ulf-G

迈斯纳此前已经证实了Hoyle状态的存在和结构,其数值晶格允许研究人员模拟质子和中子如何相互作用

这些质子和中子由称为夸克的基本粒子组成

光夸克质量是自然界的基本参数之一,这种质量影响粒子的能量

在Juelich超级计算机中心进行的新格子计算中,物理学家发现,轻夸克质量的微小变化将改变Hoyle状态的能量,这反过来会影响碳和氧的生成,从而影响生命我们知道它不会存在

“霍伊尔的碳状态是关键,”李说

“如果Hoyle状态能量高于三个α粒子的479 keV或更高,那么产生的碳量对于碳基生命来说太低了

“对氧气也是如此,”他补充道

“如果Hoyle状态能量在三个α的279 keV之内,那么就会有大量的碳

但是恒星会在生命周期的早期将氦气燃烧成碳

因此,恒星不够热,不足以产生足够的氧气

在我们的晶格模拟中,我们发现光夸克质量的变化超过2%或3%会导致宇宙中碳或氧丰度的问题

“研究人员的研究结果出现在物理评论快报中

这项工作由美国能源部资助; Deutsche Forschungsgemeinschaft,Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren和Bundesministerium fuer Bildung und Forschung in Germany;欧盟HadronPhysics3项目和欧洲研究理事会

出版物:Evgeny Epelbaum等人,“碳基生命作为光夸克质量函数的生存能力”,Phys

莱特牧师

110,112502(2013); DOI:10.1103 / PhysRevLett.110.112502来源:北卡罗来纳州立大学的Tracey Peake图片:Dean Lee