Secondo uno studio condotto da un team internazionale di fisici, è molto probabile che nei nuclei delle stelle di neutroni più massicce esista materia di quark deconfinati ultradensi. La squadra guidata da Aleksi Vuorinen presso l'Università di Helsinki ha applicato l'inferenza bayesiana alle osservazioni di stelle di neutroni e ha concluso che esiste una percentuale dell'80-90% che lo stato esotico della materia esiste negli oggetti più pesanti.
A temperature e pressioni estreme, la teoria quantistica dei campi prevede che quark e gluoni non si leghino più strettamente tra loro, come fanno con protoni, neutroni e altri adroni. Invece, sono liberi di esistere individualmente in un esotico plasma di quark e gluoni chiamato materia di quark deconfinata.
Si ritiene che questo stato della materia abbia dominato l'universo nei primissimi istanti successivi al Big Bang. È stato anche creato per un breve periodo in strutture come il Large Hadron Collider facendo frantumare insieme nuclei pesanti.
Oggetti densi e compatti
"Mentre lo studio sperimentale della materia nucleare e di quark ad alta densità con i collisori di particelle rimane estremamente impegnativo, è noto da tempo che la materia di quark può essere presente in natura nei nuclei delle stelle di neutroni, gli oggetti astrofisici più densi e compatti esistenti, ” spiega Vuorinen.
Le stelle di neutroni sono nuclei stellari collassati che racchiudono una quantità di materia superiore a quella del Sole in oggetti di soli 10-20 km di raggio. Si prevede che la densità di una stella di neutroni aumenti dalla crosta al nucleo. Di conseguenza, si prevede che gli elettroni e i protoni all’interno di una stella di questo tipo vengano schiacciati insieme per creare materia composta principalmente da neutroni.
Inoltre, alcuni fisici ritengono che la temperatura e la pressione al centro di una stella di neutroni potrebbero essere sufficientemente elevate da consentire una transizione di fase dalla materia adronica alla materia di quark deconfinata. Per cercare prove di tale transizione di fase, il team di Vuorinen ha utilizzato l’“inferenza bayesiana”, che è un metodo per la deduzione statistica che deduce le probabilità di diversi parametri del modello effettuando confronti diretti con i dati osservativi.
Equazione di stato
In questo caso le osservazioni sono le “equazioni di stato” delle stelle di neutroni. L'equazione di stato mette in relazione la pressione in una stella di neutroni con la densità e può essere dedotta osservando le proprietà di una stella di neutroni come la sua massa e il suo raggio.
"Abbiamo combinato questo approccio con un quadro che avevamo sperimentato in precedenza nello studio della materia delle stelle di neutroni, in cui l'equazione di stato della materia densa di quark è interpolata tra regimi di bassa e alta densità accuratamente conosciuti", spiega Vuorinen. Poiché si prevede che l’equazione di stato della materia a quark deconfinati sia fondamentalmente diversa da quella della materia adronica, questo approccio dovrebbe identificare la presenza di materia a quark deconfinati nei nuclei delle stelle di neutroni osservate.
Per il loro studio, Vuorinen e colleghi hanno utilizzato i calcoli dell’equazione di stato ricavati da 12 osservazioni di stelle di neutroni.
“Studi simili sono stati condotti in precedenza, ma siamo stati in grado sia di prendere in considerazione un numero senza precedenti di risultati osservativi nel nostro studio, sia di dedurre la fase di materia fortemente interagente dai risultati”, spiega Vuorinen. Utilizzando la struttura recentemente sviluppata, il team ha utilizzato un supercomputer per calcolare la probabilità che la materia di quark deconfinata sia presente nei nuclei delle stelle di neutroni più pesanti esaminate.
Forte transizione di fase del primo ordine
"I risultati erano intorno all'80-90%, che è elevato, ma non costituisce affatto una scoperta", continua Vuorinen. "Il restante 10-20% di probabilità corrisponde a uno scenario molto interessante di per sé: siamo stati in grado di dimostrare che se tutte le stelle di neutroni esistenti fossero composte da sola materia nucleare, è necessaria una forte transizione di fase del primo ordine che separa le stelle di neutroni e le fasi della materia dei quark.
Le stelle di neutroni possono contenere quark liberi
Da una prospettiva astrofisica, la possibilità che esista materia di quark deconfinata nei nuclei delle stelle di neutroni solleva tutta una serie di nuove e interessanti domande, spiega un membro del team Joonas Nättilä al Flatiron Institute e alla Columbia University di New York City.
"Ora che sappiamo che può esserci un nuovo stato di materiale in agguato all'interno delle stelle di neutroni, possiamo iniziare a speculare su come esso influenzi vari fenomeni astrofisici".
Dice che la ricerca solleva alcune domande molto interessanti. “Possiamo rilasciare temporaneamente la materia dei quark in una collisione di due stelle di neutroni? Possiamo sperare, ad un certo punto, di osservare il collasso di una stella di neutroni in un buco nero se la materia subisce una forte transizione di fase? L’interfaccia quark-neutrone cambia la struttura interna della stella?”
Nella loro ricerca futura, il team mirerà ad approfondire queste affascinanti domande.
Lo studio è descritto in Nature Communications.
- Distribuzione di contenuti basati su SEO e PR. Ricevi amplificazione oggi.
- PlatoData.Network Generativo verticale Ai. Potenzia te stesso. Accedi qui.
- PlatoAiStream. Intelligenza Web3. Conoscenza amplificata. Accedi qui.
- PlatoneESG. Carbonio, Tecnologia pulita, Energia, Ambiente, Solare, Gestione dei rifiuti. Accedi qui.
- Platone Salute. Intelligence sulle biotecnologie e sulle sperimentazioni cliniche. Accedi qui.
- Fonte: https://physicsworld.com/a/evidence-grows-for-deconfined-quark-matter-in-neutron-star-cores/
- :ha
- :È
- :Dove
- 12
- a
- capace
- Secondo
- Il mio account
- con precisione
- contro
- puntare
- Tutti
- consentire
- da solo
- anche
- an
- ed
- applicato
- approccio
- SONO
- artista
- AS
- At
- sfondo
- bayesiano
- BE
- stato
- prima
- CREDIAMO
- creduto
- fra
- Big
- Big Bang
- legare
- Nero
- Buco nero
- entrambi
- brevemente
- ma
- by
- calcolare
- calcoli
- detto
- Materiale
- Custodie
- impegnativo
- il cambiamento
- Città
- Crollo
- crollato
- colleghi
- collisione
- COLUMBIA
- combinato
- compatto
- confronto
- concluso
- contenere
- continua
- Nucleo
- corrisponde
- potuto
- creare
- creato
- dati
- più profondo
- scavare
- descritta
- descrive
- diverso
- dirette
- scoperta
- do
- effettua
- dominato
- ogni
- In precedenza
- elettroni
- abbastanza
- prova
- esistere
- esistenza
- esistente
- esiste
- Esotico
- previsto
- sperimentale
- Spiega
- estremo
- estremamente
- strutture
- affascinante
- campo
- Nome
- i seguenti
- Nel
- Contesto
- Gratis
- da
- fondamentalmente
- futuro
- cresce
- ha avuto
- Avere
- pesante
- Alta
- Foro
- speranza
- host
- Come
- HTTPS
- identificare
- if
- in
- Aumento
- Individualmente
- informazioni
- interno
- invece
- Istituto
- si interagisce
- interessante
- Interfaccia
- interno
- interno
- Internazionale
- ai miglioramenti
- intrigante
- problema
- IT
- SUO
- stessa
- jpg
- ad appena
- Sapere
- conosciuto
- grandi
- galline ovaiole
- Guidato
- piace
- probabilità
- probabile
- Lunghi
- più a lungo
- Fare
- Massa
- massiccio
- materiale
- Importanza
- max-width
- Maggio..
- si intende
- membro
- metodo
- modello
- Moments
- Scopri di più
- maggior parte
- soprattutto
- Natura
- Nebulosa
- esigenze
- Stella di neutroni
- Stelle di neutroni
- neutroni
- New
- New York
- New York City
- no
- nucleare
- numero
- oggetti
- osservazionale
- osservare
- of
- Altro
- nostro
- PACK
- parametri
- eseguita
- prospettiva
- fase
- fasi
- Fisica
- Mondo della fisica
- pioniere
- Plasma
- Platone
- Platone Data Intelligence
- PlatoneDati
- punto
- possibilità
- predice
- presenza
- presenti
- pressione
- pressioni
- proprietà
- protoni
- Quantistico
- quark
- Domande
- solleva
- Rosso
- regimi
- rilasciare
- rimanente
- resti
- riparazioni
- colpevole
- Risultati
- s
- dice
- scenario
- Cerca
- separazione
- dovrebbero
- mostrare attraverso le sue creazioni
- mostrato
- da
- alcuni
- Stella
- Stelle
- inizia a
- Regione / Stato
- Stato della materia
- statistiche
- forte
- fortemente
- La struttura
- studi
- Studio
- tale
- supercomputer
- Fai
- team
- di
- che
- I
- loro
- teoria
- Là.
- Strumenti Bowman per analizzare le seguenti finiture:
- di
- questo
- miniature
- strettamente
- a
- insieme
- transizione
- vero
- seconda
- subisce
- Universo
- Università
- inaudito
- utilizzato
- utilizzando
- vario
- molto
- we
- sono stati
- quale
- tutto
- volere
- con
- mondo
- valore
- York
- zefiro