ماده عجیب (انگلیسی:Strange matter) یک مادهکوارکی حاوی کوارک هایشگفت است. در محیط های شدید، احتمال بر این است که ماده عجیب در هستهستاره‌های نوترونی یا به عنوان قطرات مجزایی که ممکن است اندازه‌شان ازفمتومتر تاکیلومتر متفاوت باشد، وجود دارد. مانند ستارگان عجیب ، درچگالی بالا انتظار می رود که ماده عجیبابررسانای رنگی باشد.[۱][۲]
ماده معمولی که به آن ماده اتمی نیز گفته می شود ازاتم ها تشکیل شده است که تقریباً تمام ماده درهسته اتم متمرکز شده است. ماده هسته ای مایعی است که ازنوترون ها وپروتون ها تشکیل شده است و آنها خود از کوارک هایبالا وپایین تشکیل شده اند. ماده کوارکشکل متراکم شده ای از ماده است که کاملاً ازکوارک ها تشکیل شده است. هنگامی که ماده کوارکی حاوی کوارک های عجیب نباشد، گاهی اوقات به آن ماده کوارکی غیرعجیب نیز گفته می شود.
درفیزیک ذرات واخترفیزیک ، اصطلاح «ماده عجیب» در دو زمینه مختلف استفاده می‌شود، یکی وسیع‌تر و دیگری خاص‌تر و فرضی‌تر:[۳]
در کل، اگر فشار در هسته آنها به اندازه کافی بالا باشد (یعنی بالاتر از فشار بحرانی) ممکن است ماده عجیبی در داخل ستارگان نوترونی رخ دهد. در نوع چگالی و فشار بالایی که در مرکز یک ستاره نوترونی انتظار داریم، ماده کوارکی احتمالاً ماده عجیبی خواهد بود. اگر جرم موثر کوارک عجیب خیلی زیاد باشد، می‌توان آن را ماده کوارکی غیرعجیب تصور کرد. کوارک‌هایافسون و کوارک‌های سنگین‌تر فقط در چگالی‌های بسیار بالاتر رخ می‌دهند.
ماده عجیب به عنوان راهی برای کاهشفشار انحطاط به وجود می آید.اصل طرد پائولی فرمیون هایی مانند کوارک ها را از اشغال موقعیت و سطح انرژی یکسان منع می کند. هنگامی که چگالی ذرات به اندازه کافی بالا باشد که تمام سطوح انرژی زیر انرژی حرارتی موجود قبلاً اشغال شده باشد، افزایش چگالی بیشتر مستلزم افزایش مقداری از انرژی به سطوح بالاتر و غیر اشغالی است. این نیاز به انرژی برای ایجاد فشرده سازی به صورت فشار ظاهر می شود. به طور معمول، ماده از دو برابرکوارک های پایین تشکیل شده است (شارژ -1/3e ) به عنوانکوارک های بالا (شارژ +2/3e )، بنابراین فشار انحطاط کوارک های پایین بر ماده کوارک خنثی الکتریکی غالب است. با این حال، زمانی که سطح انرژی مورد نیاز به اندازه کافی بالا باشد، یک جایگزین در دسترس می شود: نیمی از کوارک هایپایین می توانند به کوارک های عجیب تبدیل شوند (شارژ -1/3e ). مقدار بالاتر جرم سکون کوارک عجیب مقداری انرژی هزینه می کند، اما با باز کردن مجموعه ای از سطوح انرژی اضافی، میانگین انرژی هر ذره می تواند کمتر شود،[۱]:5 ماده عجیب را پایدارتر از ماده کوارکی غیرعجیب می کند.
یک ستاره نوترونی با هسته ماده کوارکی اغلب[۱][۳] یک ستاره ترکیبی نامیده می شود. با این حال، دشوار است که بدانیم آیا ستارگان ترکیبی واقعاً در طبیعت وجود دارند، زیرا فیزیکدانان در حال حاضر تصور کمی از ارزش احتمالی فشار یا چگالی بحرانی دارند. محتمل به نظر می رسد که انتقال به ماده کوارک زمانی رخ داده باشد که جدایی بیننوکلئون ها بسیار کوچکتر از اندازه آنها شود، بنابراین چگالی بحرانی باید کمتر از حدود 100 برابر چگالی اشباع هسته ای باشد. اما تخمین دقیق‌تری هنوز در دسترس نیست، زیرابرهمکنش قوی‌ای که بر رفتار کوارک‌ها حاکم است از نظر ریاضی غیرقابل حل است، و محاسبات عددی با استفاده از شبکه QCD در حال حاضر توسط مسئله علامت فرمیون مسدود شده‌اند.
یکی از حوزه‌های اصلی فعالیت در فیزیک ستاره‌های نوترونی، تلاش برای یافتن نشانه‌های قابل مشاهده است که با آن بتوانیم بگوییم که آیا ستارگان نوترونی ماده کوارکی (احتمالاً ماده عجیب) در هسته خود دارند یا خیر.
اگر "فرضیه ماده عجیب" درست باشد، پس ماده هسته ای در برابر تجزیه شدن به ماده عجیب ، ناپایدار است.طول عمر پوسیدگی خود به خود بسیار طولانی است، بنابراین ما نمی بینیم که این روند پوسیدگی در اطراف ما اتفاق می افتد.[۵] با این حال، تحت این فرضیه باید ماده عجیب در جهان وجود داشته باشد:
<ref> نامعتبر؛ نام «Weber» چندین بار با محتوای متفاوت تعریف شده است. (صفحهٔراهنما را مطالعه کنید.).<ref> نامعتبر؛ نام «Witten» چندین بار با محتوای متفاوت تعریف شده است. (صفحهٔراهنما را مطالعه کنید.).| حالت‌ها |  | |
|---|---|---|
| کم انرژی | ||
| پر انرژی | ||
| دیگر حالت‌ها | ||
| گذار فاز | ||
| مقدار | ||
| نظریه‌ها | ||
| فهرست‌ها | ||