Wie hoch ist zu irgendeinem Zeitpunkt der Prozentsatz an seltsamer Materie innerhalb eines Sterns?

Null. Normale Sterne sind nicht dicht genug, um seltsame Materie zu produzieren. Sie haben nur normale Materie (Neutronen und Protonen).

Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass sich im Inneren von Neutronensternen seltsame Materie bildet, aber dies ist höchst spekulativ. Derzeit weiß niemand wirklich, was sich im Kern von Neutronensternen befindet.

Einige Referenzen:

Physik und Astrophysik der seltsamen Quark-Materie (Madsen, 1998)

Seltsame Quark-Materie und kompakte Sterne (Weber, 2004)

Lassen Sie mich zunächst zwei spezifische Definitionen von @Alexandre hervorheben:

• Gesucht wird "Materie", also ein endlicher Bereich im Raum im thermischen Gleichgewicht.
• Und wir suchen nach „Strangeness“, in dem Sinne, dass Strange Quarks eine Rolle spielen.

Das bedeutet, dass wir nicht nur an einem vorübergehenden Zwischenprozess interessiert sind, und es bedeutet, dass wir nach jeglicher Materie mit Strange-Quarks suchen – nicht nur nach " strange matter" , was ein spezifischer Begriff für Quark-Materie jenseits des hadronischen Zustands mit Strange ist Quarks vorhanden.

Die Idee von @Alexandre, in den Sternen danach zu suchen, ist eigentlich gut. Erstens sind seltsame Quarks in Hyperonen vorhanden , also den nächstschwereren Baryonen jenseits von Proton und Neutron. Hier auf der Erde sind sie instabil und zerfallen sehr schnell. Suchen wir einen Ort im Universum, an dem sie im thermischen Gleichgewicht existieren könnten! Der Einfachheit halber betrachten wir das Hyperon der niedrigsten Masse, das$\Lambda$-Teilchen (uds), mit 1116 MeV. Die Fermi-Dirac-Verteilung für die Besetzungszahl freier Lambdas lautet im nicht-relativistischen Grenzfall wie folgt.

Aus dieser Gleichung ist es offensichtlich, dass man nach Hyperonen suchen sollte (auch bekannt als große Werte von$n$) an einem Ort, wo Sie haben

• hohe Temperatur$T$
• oder sehr hohe chemische Potentiale$\mu$

Während die Temperatur im Zentrum von Sternen keine relevanten Temperaturen auf der GeV-Skala erreichen würde, ist das chemische Potential$\mu$tut. Weil es geläufiger ist, kann man statt an chemisches Potential auch an Druck oder Dichte denken. Eine solch hohe Dichte von mehr als der Dichte von Atomkernen existiert im Kern von Neutronensternen . In der Tat ist es intuitiv, dass Sie, wenn Sie Neutronen und Protonen zusammenpacken und komprimieren, aufgrund des Pauli-Prinzips die Energie jedes neuen Teilchens immer mehr erhöhen müssen. An einem Punkt ist es energetisch günstiger, stattdessen Hyperon-Zustände zu besetzen. Auch diese Idee wurde ausführlich diskutiert, zum Beispiel hier - der Titel geht direkt auf die Frage von @Alexandre ein, wenn man so will. @Prallax sagt ganz richtig:

Niemand weiß wirklich, was sich im Kern von Neutronensternen befindet.

Aber das Auftreten von Hyperonen wird aufgrund des hadronischen Spektrums durchaus erwartet.

Für noch höhere Dichten wird ein Übergang in eine Quark-Materie-Phase erwartet, in der mit Sicherheit seltsame Quarks vorhanden wären. (Die farbsupraleitende CFL-Phase ist vermutlich die stabile Phase bei hohen Dichten und enthält seltsame Quarks.) Aber es ist nicht klar, ob dies wirklich in kompakten Sternen vorkommt.

Bearbeiten: Vorzeichenfehler in der Fermi-Dirac-Verteilung korrigiert