Είναι πολύ πιθανό να υπάρχει εξαιρετικά πυκνή ύλη κουάρκ στους πυρήνες των μεγαλύτερων αστεριών νετρονίων, σύμφωνα με μια μελέτη διεθνούς ομάδας φυσικών. Η ομάδα με επικεφαλής Aleksi Vuorinen στο Πανεπιστήμιο του Ελσίνκι εφάρμοσε το μπεϋζιανό συμπέρασμα σε παρατηρήσεις άστρων νετρονίων και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι υπάρχει ένα 80-90% ότι η εξωτική κατάσταση της ύλης υπάρχει στα βαρύτερα αντικείμενα.
Σε ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις, η κβαντική θεωρία πεδίου προβλέπει ότι τα κουάρκ και τα γκλουόνια δεν συνδέονται πλέον στενά μεταξύ τους – όπως συμβαίνει στα πρωτόνια, τα νετρόνια και άλλα αδρόνια. Αντίθετα, είναι ελεύθερα να υπάρχουν μεμονωμένα σε ένα εξωτικό πλάσμα κουάρκ-γλουονίων που ονομάζεται αποκλειστή ύλη κουάρκ.
Πιστεύεται ότι αυτή η κατάσταση της ύλης κυριάρχησε στο σύμπαν τις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Έχει επίσης δημιουργηθεί πολύ σύντομα σε εγκαταστάσεις όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων συνθλίβοντας βαρείς πυρήνες μαζί.
Πυκνά και συμπαγή αντικείμενα
«Ενώ η πειραματική μελέτη της υψηλής πυκνότητας πυρηνικής ύλης και κουάρκ με επιταχυντές σωματιδίων παραμένει εξαιρετικά προκλητική, είναι γνωστό εδώ και καιρό ότι η ύλη κουάρκ μπορεί να υπάρχει στη φύση στους πυρήνες των αστέρων νετρονίων – των πιο πυκνών και συμπαγών αστροφυσικών αντικειμένων που υπάρχουν. », εξηγεί ο Vuorinen.
Τα αστέρια νετρονίων είναι οι κατεστραμμένοι πυρήνες των άστρων που συσσωρεύουν ύλη μεγαλύτερη από την αξία ενός Ήλιου σε αντικείμενα ακτίνας μόλις 10-20 km. Η πυκνότητα ενός αστέρα νετρονίων αναμένεται να αυξηθεί από τον φλοιό του στον πυρήνα του. Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια στο εσωτερικό ενός τέτοιου αστέρα αναμένεται να συνθλίβονται μαζί για να δημιουργήσουν ύλη που είναι κυρίως νετρόνια.
Επιπλέον, ορισμένοι φυσικοί πιστεύουν ότι η θερμοκρασία και η πίεση στον πυρήνα ενός αστέρα νετρονίων θα μπορούσαν να είναι αρκετά υψηλές ώστε να επιτρέψουν τη μετάβαση φάσης από την αδρονική ύλη στην ύλη κουάρκ. Για να αναζητήσει στοιχεία μιας τέτοιας μετάβασης φάσης, η ομάδα του Vuorinen χρησιμοποίησε το «Bayesian inference», το οποίο είναι μια μέθοδος για στατιστική έκπτωση που συνάγει τις πιθανότητες διαφορετικών παραμέτρων του μοντέλου κάνοντας άμεσες συγκρίσεις με δεδομένα παρατήρησης.
Εξίσωση κράτους
Σε αυτή την περίπτωση, οι παρατηρήσεις είναι οι «εξισώσεις κατάστασης» των άστρων νετρονίων. Η εξίσωση κατάστασης συσχετίζει την πίεση σε ένα αστέρι νετρονίων με την πυκνότητα – και μπορεί να συναχθεί με την παρατήρηση των ιδιοτήτων ενός αστέρα νετρονίων όπως η μάζα και η ακτίνα του.
«Συνδυάσαμε αυτήν την προσέγγιση σε ένα πλαίσιο που είχαμε πρωτοστατήσει νωρίτερα στη μελέτη της ύλης των άστρων νετρονίων, όπου η εξίσωση της κατάστασης της πυκνής ύλης κουάρκ παρεμβάλλεται μεταξύ επακριβώς γνωστών καθεστώτων χαμηλής και υψηλής πυκνότητας», εξηγεί ο Vuorinen. Δεδομένου ότι η εξίσωση της κατάστασης της ύλης κουάρκ αναμένεται να είναι θεμελιωδώς διαφορετική από αυτή της αδρονικής ύλης, αυτή η προσέγγιση θα πρέπει να προσδιορίσει την παρουσία αποκαθορισμένης ύλης κουάρκ στους πυρήνες των παρατηρούμενων άστρων νετρονίων.
Για τη μελέτη τους, ο Vuorinen και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν υπολογισμούς εξίσωσης κατάστασης από παρατηρήσεις 12 αστέρων νετρονίων.
«Παρόμοιες μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί στο παρελθόν, αλλά μπορέσαμε να λάβουμε υπόψη έναν άνευ προηγουμένου αριθμό αποτελεσμάτων παρατήρησης στη μελέτη μας και να συναγάγουμε τη φάση της ισχυρής αλληλεπίδρασης ύλης από τα αποτελέσματα», περιγράφει ο Vuorinen. Χρησιμοποιώντας το πλαίσιο που αναπτύχθηκε πρόσφατα, η ομάδα χρησιμοποίησε έναν υπερυπολογιστή για να υπολογίσει την πιθανότητα ύπαρξης ύλης κουάρκ χωρίς περιορισμούς στους πυρήνες των βαρύτερων άστρων νετρονίων που εξέτασαν.
Ισχυρή μετάβαση φάσης πρώτης τάξης
«Τα αποτελέσματα ήταν στο 80-90%, που είναι υψηλό, αλλά σε καμία περίπτωση δεν αποτελεί ανακάλυψη», συνεχίζει ο Vuorinen. "Το υπόλοιπο 10-20% πιθανότητα αντιστοιχεί σε ένα πολύ ενδιαφέρον σενάριο από μόνο του: μπορέσαμε να δείξουμε ότι αν όλα τα άστρα νετρονίων που υπάρχουν αποτελούνται μόνο από πυρηνική ύλη, πρέπει να υπάρξει μια ισχυρή μετάβαση φάσης πρώτης τάξης που να χωρίζει την πυρηνική και φάσεις ύλης κουάρκ».
Τα αστέρια νετρονίων μπορεί να περιέχουν ελεύθερα κουάρκ
Από αστροφυσική προοπτική, η πιθανότητα να υπάρχει αποκλειστική ύλη κουάρκ σε πυρήνες άστρων νετρονίων εγείρει μια ολόκληρη σειρά από ενδιαφέροντα νέα ερωτήματα, εξηγεί το μέλος της ομάδας Joonas Nättilä στο Flatiron Institute και στο Πανεπιστήμιο Columbia στη Νέα Υόρκη.
«Τώρα που ξέρουμε ότι μπορεί να υπάρχει μια τέτοια νέα κατάσταση υλικού που κρύβεται μέσα σε αστέρια νετρονίων, μπορούμε να αρχίσουμε να υποθέτουμε πώς επηρεάζει διάφορα αστροφυσικά φαινόμενα».
Λέει ότι η έρευνα εγείρει μερικά πολύ ενδιαφέροντα ερωτήματα. «Μπορούμε να απελευθερώσουμε προσωρινά την ύλη κουάρκ σε μια σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων; Μπορούμε, κάποια στιγμή, να ελπίζουμε ότι θα παρατηρήσουμε την κατάρρευση ενός αστέρα νετρονίων σε μια μαύρη τρύπα εάν η ύλη υποστεί μια ισχυρή μετάβαση φάσης; Αλλάζει η διεπαφή ύλης κουάρκ-νετρονίου την εσωτερική δομή του άστρου;»
Στη μελλοντική τους έρευνα, η ομάδα θα επιδιώξει να εμβαθύνει σε αυτά τα συναρπαστικά ερωτήματα.
Η μελέτη περιγράφεται στο Nature Communications.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/evidence-grows-for-deconfined-quark-matter-in-neutron-star-cores/
- :έχει
- :είναι
- :που
- 12
- a
- Ικανός
- Σύμφωνα με
- Λογαριασμός
- με ακρίβεια
- κατά
- στοχεύουν
- Όλα
- επιτρέπουν
- alone
- Επίσης
- an
- και
- εφαρμοσμένος
- πλησιάζω
- ΕΙΝΑΙ
- καλλιτέχνης
- AS
- At
- φόντο
- Bayesian
- BE
- ήταν
- πριν
- Πιστεύω
- Πιστεύεται
- μεταξύ
- Μεγάλος
- Μεγάλη έκρηξη
- δεσμεύουν
- Μαύρη
- Μαύρη Τρύπα
- και οι δύο
- εν συντομία
- αλλά
- by
- υπολογίσει
- υπολογισμοί
- που ονομάζεται
- CAN
- περίπτωση
- πρόκληση
- αλλαγή
- Πόλη
- Κατάρρευση
- κατέρρευσε
- συναδέλφους
- σύγκρουση
- COLUMBIA
- σε συνδυασμό
- συμπαγής
- συγκρίσεις
- Κατέληξε στο συμπέρασμα
- περιέχουν
- συνεχίζεται
- πυρήνας
- αντιστοιχεί
- θα μπορούσε να
- δημιουργία
- δημιουργήθηκε
- ημερομηνία
- βαθύτερη
- σκάβω
- περιγράφεται
- περιγράφει
- διαφορετικές
- κατευθύνει
- ανακάλυψη
- do
- κάνει
- κυριαρχούσε
- κάθε
- Νωρίτερα
- ηλεκτρόνια
- αρκετά
- απόδειξη
- υπάρχουν
- ύπαρξη
- υφιστάμενα
- υπάρχει
- Εξωτικός
- αναμένεται
- πειραματικός
- Εξηγεί
- άκρο
- εξαιρετικά
- εγκαταστάσεις
- γοητευτικός
- πεδίο
- Όνομα
- Εξής
- Για
- Πλαίσιο
- Δωρεάν
- από
- θεμελιωδώς
- μελλοντικός
- μεγαλώνει
- είχε
- Έχω
- βαριά
- Ψηλά
- Τρύπα
- ελπίζω
- οικοδεσπότης
- Πως
- HTTPS
- προσδιορίσει
- if
- in
- Αυξάνουν
- Μεμονωμένα
- πληροφορίες
- μέσα
- αντί
- Ινστιτούτο
- αλληλεπιδρώντας
- ενδιαφέρον
- περιβάλλον λειτουργίας
- εσωτερικό
- εσωτερικός
- International
- σε
- ενδιαφέρουσα
- ζήτημα
- IT
- ΤΟΥ
- εαυτό
- jpg
- μόλις
- Ξέρω
- γνωστός
- large
- στρώματα
- Led
- Μου αρέσει
- πιθανότητα
- Πιθανός
- Μακριά
- πλέον
- Κατασκευή
- Μάζα
- μαζική
- υλικό
- ύλη
- max-width
- Ενδέχεται..
- μέσα
- μέλος
- μέθοδος
- μοντέλο
- Στιγμές
- περισσότερο
- πλέον
- ως επί το πλείστον
- Φύση
- Νεφέλωμα
- ανάγκες
- Αστέρας νετρονίων
- Αστέρια νετρονίων
- νετρόνια
- Νέα
- Νέα Υόρκη
- Νέα Υόρκη
- Όχι.
- πυρηνικών
- αριθμός
- αντικειμένων
- παρατηρητικός
- παρατηρούμε
- of
- ΑΛΛΑ
- δικός μας
- Πακέτο
- παράμετροι
- εκτελούνται
- προοπτική
- φάση
- φάσεις
- Φυσική
- Κόσμος Φυσικής
- πρωτοπόρος
- Plasma
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- Σημείο
- δυνατότητα
- Προβλέπει
- παρουσία
- παρόν
- χυτρα
- πιέσεις
- ιδιότητες
- πρωτόνια
- Quantum
- κουάρκ
- Ερωτήσεις
- αυξήσεις
- Red
- δίαιτες
- απελευθερώνουν
- υπόλοιπα
- λείψανα
- έρευνα
- αποτέλεσμα
- Αποτελέσματα
- s
- λέει
- σενάριο
- Αναζήτηση
- διαχωρίζοντας
- θα πρέπει να
- δείχνουν
- παρουσιάζεται
- αφού
- μερικοί
- Αστέρι
- Ηθοποιοί
- Εκκίνηση
- Κατάσταση
- Κατάσταση της ύλης
- στατιστικός
- ισχυρός
- δυνατά
- δομή
- μελέτες
- Μελέτη
- τέτοιος
- υπερυπολογιστής
- Πάρτε
- από
- ότι
- Η
- τους
- θεωρία
- Εκεί.
- Αυτοί
- αυτοί
- αυτό
- thumbnail
- σφικτά
- προς την
- μαζι
- μετάβαση
- αληθής
- δύο
- υφίσταται
- Σύμπαν
- πανεπιστήμιο
- πρωτοφανής
- μεταχειρισμένος
- χρησιμοποιώντας
- διάφορα
- πολύ
- we
- ήταν
- Ποιό
- ολόκληρο
- θα
- με
- κόσμος
- αξία
- Υόρκη
- zephyrnet