Neutronensterne sind die dichtesten Objekte in unserem Universum, abgesehen von Schwarzen Löchern. Sie bestehen hauptsächlich aus Neutronen.
Wir müssen noch das Material verstehen, das entsteht, wenn zwei Neutronensterne vollständig kollidieren. Wissenschaftler des Asia Pacific Center for Theoretical Physics in Pohang and the Goethe-Universität in Frankfurt haben nun ein neuartiges Modell erstellt, das Aufschluss über das Verhalten von Materie unter solch extremen Bedingungen gibt.
Die erste direkte Messung von Gravitationswellen, die winzigen Kräuselungen in der Raumzeit, die durch die Kollision zweier Neutronensterne verursacht wurden, ereigneten sich 2017 hier auf der Erde. Es ist jedoch nicht genau bekannt, woraus das erzeugte heiße und dichte Mischprodukt besteht.
Offen ist beispielsweise noch, ob Quarks sonst darin eingeschlossen sind Neutronen, kann nach der Kollision in freier Form erscheinen.
Dr. Christian Ecker vom Institut für Theoretische Physik der Goethe-Universität Frankfurt, Deutschland, sowie Dr. Matti Järvinen und Dr. Tuna Demircik vom Asia Pacific Center for Theoretical Physics in Pohang, Südkorea, haben nun ein neues Modell entwickelt, das dies ermöglicht um dieser Frage einen Schritt näher zu kommen.
In dieser Studie erweiterten Wissenschaftler Modelle aus der Kernphysik, die bei hohen Dichten nicht anwendbar sind, um eine Methode aus der Stringtheorie, um den Übergang zu dichtem und heißem Quark zu beschreiben Materie.
Dr. Demircik und Dr. Järvinen sagten: „Unsere Methode nutzt eine mathematische Beziehung aus der Stringtheorie, nämlich die Entsprechung zwischen fünfdimensional Schwarze Löcher und stark wechselwirkender Materie, um den Phasenübergang zwischen dichter Kern- und Quarkmaterie zu beschreiben.“
Dr Ecker sagte, „Wir haben das neue Modell bereits in Computersimulationen eingesetzt, um das Gravitationswellensignal aus diesen Kollisionen zu berechnen und zu zeigen, dass sowohl heiße als auch kalte Quarkmaterie produziert werden kann.“
Die Wissenschaftler planen außerdem, ihre Simulationen mit zukünftigen Gravitationswellen zu vergleichen, die aus dem Weltraum gemessen werden, um weitere Einblicke in die Quark-Materie zu gewinnen Kollisionen von Neutronensternen.
Journal Referenz:
- Tuna Demircik, Christian Ecker und Matti Järvinen et al. Dichte und heiße QCD bei starker Kopplung. KÖRPERLICHE ÜBERPRÜFUNG X. DOI: 10.1103 / PhysRevX.12.041012
