Kansainvälisen fyysikkoryhmän tekemän tutkimuksen mukaan on erittäin todennäköistä, että massiivisimpien neutronitähtien ytimissä on erittäin tiheää, rajattua kvarkkiainetta. Johtama joukkue Aleksi Vuorinen Helsingin yliopisto sovelsi Bayesin päättelyä neutronitähtien havaintoihin ja päätteli, että on olemassa 80–90 %, että aineen eksoottinen tila on olemassa raskaimmissa esineissä.
Äärimmäisissä lämpötiloissa ja paineissa kvanttikenttäteoria ennustaa, että kvarkit ja gluonit eivät enää sitoudu tiukasti toisiinsa – kuten protoneissa, neutroneissa ja muissa hadroneissa. Sen sijaan ne voivat olla vapaasti yksittäin eksoottisessa kvarkki-gluoniplasmassa, jota kutsutaan dekonfinoiduksi kvarkkiaineeksi.
Uskotaan, että tämä aineen tila hallitsi maailmankaikkeutta alkuräjähdyksen jälkeisinä ensimmäisinä hetkinä. Se on myös luotu hyvin lyhyesti sellaisissa tiloissa kuin Large Hadron Collider murskaamalla raskaita ytimiä yhteen.
Tiheät ja kompaktit esineet
"Vaikka suuritiheyksisen ydin- ja kvarkkiaineen kokeellinen tutkimus hiukkasten törmätäjillä on edelleen äärimmäisen haastavaa, on jo pitkään tiedetty, että kvarkkiainetta voi esiintyä luonnossa neutronitähtien ytimissä – tiheimpien ja kompaktimpien astrofysikaalisten esineiden olemassaolossa. ”Vuorinen selittää.
Neutronitähdet ovat romahtaneita tähtien ytimiä, jotka pakkaavat enemmän kuin Auringon verran ainetta objekteihin, joiden säde on 10–20 km. Neutronitähden tiheyden odotetaan kasvavan sen kuoresta sen ytimeen. Tämän seurauksena tällaisen tähden sisällä olevien elektronien ja protonien odotetaan murskautuvan yhteen muodostaen ainetta, joka on enimmäkseen neutroneja.
Lisäksi jotkut fyysikot uskovat, että lämpötila ja paine neutronitähden ytimessä voivat olla riittävän korkeita mahdollistamaan vaihesiirtymän hadronisesta aineesta rajattuun kvarkkiaineeseen. Vuorisen työryhmä käytti todisteita tällaisesta vaihemuutoksesta "Bayesian inference", joka on menetelmä, jolla tilastollinen päättely päättelee eri malliparametrien todennäköisyyksiä tekemällä suoria vertailuja havaintoaineistoon.
Valtion yhtälö
Tässä tapauksessa havainnot ovat neutronitähtien "tilayhtälöitä". Tilayhtälö yhdistää neutronitähden paineen tiheyteen – ja se voidaan päätellä tarkkailemalla neutronitähden ominaisuuksia, kuten sen massaa ja sädettä.
"Yhdistimme tämän lähestymistavan viitekehykseen, jonka olimme edelläkävijä neutronitähtiaineen tutkimuksessa, jossa tiheän kvarkkiaineen tilayhtälö interpoloidaan tarkasti tunnettujen matala- ja suuritiheyksisten tilojen välillä", Vuorinen selittää. Koska määritellyn kvarkkiaineen tilayhtälön odotetaan olevan olennaisesti erilainen kuin hadronisen aineen tilayhtälön, tämän lähestymistavan pitäisi tunnistaa rajoittumattoman kvarkkiaineen esiintyminen havaittujen neutronitähtien ytimissä.
Vuorinen ja kollegat käyttivät tutkimuksessaan tilalaskelmien yhtälöä 12 neutronitähden havainnosta.
– Vastaavia tutkimuksia on tehty aiemminkin, mutta pystyimme ottamaan tutkimuksessamme huomioon ennennäkemättömän määrän havaintotuloksia ja päättelemään tuloksista vahvasti vuorovaikutteisen aineen vaiheen, Vuorinen kuvailee. Äskettäin kehitetyn kehyksen avulla ryhmä käytti supertietokonetta laskeakseen todennäköisyyden, että tutkittujen raskaimpien neutronitähtien ytimissä on rajatonta kvarkkiainetta.
Vahva ensimmäisen asteen vaihemuutos
"Tulokset olivat 80-90 % pallokentällä, mikä on korkea, mutta ei missään nimessä löytö", Vuorinen jatkaa. "Jäljellä olevat 10–20 %:n todennäköisyys vastaa sinänsä erittäin mielenkiintoista skenaariota: pystyimme osoittamaan, että jos kaikki olemassa olevat neutronitähdet koostuisivat pelkästään ydinaineesta, ydinaineen on oltava vahva ensimmäisen asteen vaihemuutos. ja kvarkkiainefaasit."
Neutronitähdet voivat sisältää vapaita kvarkeja
Astrofysikaalisesta näkökulmasta tarkasteltuna neutronitähtien ytimissä olevan kvarkkiaineen mahdollisuus herättää joukon kiehtovia uusia kysymyksiä, tiimin jäsen selittää. Joonas Nättilä Flatiron Institutessa ja Columbia Universityssä New Yorkissa.
"Nyt kun tiedämme, että neutronitähtien sisällä voi olla tällainen uusi materiaalitila, voimme alkaa spekuloida, kuinka se vaikuttaa erilaisiin astrofysikaalisiin ilmiöihin."
Hän sanoo, että tutkimus herättää erittäin mielenkiintoisia kysymyksiä. "Voimmeko vapauttaa kvarkkiaineen väliaikaisesti kahden neutronitähden törmäyksessä? Voimmeko jossain vaiheessa toivoa havaitsevamme neutronitähden romahtamisen mustaksi aukoksi, jos aineessa tapahtuu voimakas vaihemuutos? Muuttaako kvarkki-neutroniainerajapinta tähden sisäistä rakennetta?
Tulevassa tutkimuksessaan tiimi pyrkii syventymään näihin kiehtoviin kysymyksiin.
Tutkimus on kuvattu kohdassa Luonto Viestintä.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
- Lähde: https://physicsworld.com/a/evidence-grows-for-deconfined-quark-matter-in-neutron-star-cores/
- :on
- :On
- :missä
- 12
- a
- pystyy
- Mukaan
- Tili
- tarkasti
- vastaan
- tavoitteena
- Kaikki
- sallia
- yksin
- Myös
- an
- ja
- sovellettu
- lähestymistapa
- OVAT
- taiteilija
- AS
- At
- tausta
- Bayes
- BE
- ollut
- ennen
- Uskoa
- uskoi
- välillä
- Iso
- Alkuräjähdys
- sitovat
- Musta
- Musta aukko
- sekä
- lyhyesti
- mutta
- by
- laskea
- laskelmat
- nimeltään
- CAN
- tapaus
- haastava
- muuttaa
- Kaupunki
- Romahdus
- romahti
- työtovereiden
- törmäys
- COLUMBIA
- yhdistetty
- kompakti
- vertailuja
- päätökseen
- sisältää
- jatkuu
- Ydin
- vastaa
- voisi
- luoda
- luotu
- tiedot
- syvempää
- kaivaa
- on kuvattu
- kuvailee
- eri
- ohjata
- löytö
- do
- ei
- hallitsevat
- kukin
- Aikaisemmin
- elektronit
- tarpeeksi
- näyttö
- olla
- olemassaolo
- olemassa
- olemassa
- Eksoottinen
- odotettu
- kokeellinen
- selittää
- äärimmäinen
- erittäin
- laitteet
- lumoava
- ala
- Etunimi
- jälkeen
- varten
- Puitteet
- Ilmainen
- alkaen
- pohjimmiltaan
- tulevaisuutta
- kasvaa
- HAD
- Olla
- raskas
- Korkea
- Reikä
- toivoa
- isäntä
- Miten
- HTTPS
- tunnistaa
- if
- in
- Kasvaa
- Erikseen
- tiedot
- sisällä
- sen sijaan
- Instituutti
- vuorovaikutuksessa
- mielenkiintoinen
- liitäntä
- sisusta
- sisäinen
- kansainvälisesti
- tulee
- kiehtova
- kysymys
- IT
- SEN
- itse
- jpg
- vain
- Tietää
- tunnettu
- suuri
- kerrokset
- Led
- pitää
- todennäköisyys
- Todennäköisesti
- Pitkät
- kauemmin
- Tekeminen
- Massa
- massiivinen
- materiaali
- asia
- max-width
- Saattaa..
- välineet
- jäsen
- menetelmä
- malli
- Moments
- lisää
- eniten
- enimmäkseen
- luonto
- Tähtisumu
- tarpeet
- Neutroni tähti
- Neutronitähdet
- neutronit
- Uusi
- New York
- new york city
- Nro
- ydin-
- numero
- esineet
- observational
- tarkkailla
- of
- Muut
- meidän
- Pakkaus
- parametrit
- suoritettu
- näkökulma
- vaihe
- vaiheet
- Fysiikka
- Fysiikan maailma
- edelläkävijä
- Plasma
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- Kohta
- mahdollisuus
- ennustaa
- läsnäolo
- esittää
- paine
- paineet
- ominaisuudet
- protoneja
- Kvantti
- quarks
- kysymykset
- herättää
- punainen
- järjestelmien
- vapauta
- jäljellä oleva
- jäännökset
- tutkimus
- johtua
- tulokset
- s
- sanoo
- skenaario
- Haku
- erottamalla
- shouldnt
- näyttää
- esitetty
- koska
- jonkin verran
- Tähti
- Tähteä
- Alkaa
- Osavaltio
- Aineen tila
- tilastollinen
- vahva
- voimakkaasti
- rakenne
- opinnot
- tutkimus
- niin
- supertietokone
- ottaa
- joukkue-
- kuin
- että
- -
- heidän
- teoria
- Siellä.
- Nämä
- ne
- tätä
- thumbnail
- tiukasti
- että
- yhdessä
- siirtyminen
- totta
- kaksi
- läpikäy
- CasinoUniverse
- yliopisto
- ennennäkemätön
- käytetty
- käyttämällä
- eri
- hyvin
- we
- olivat
- joka
- koko
- tulee
- with
- maailman-
- arvoinen
- york
- zephyrnet