Nuovo modello per la materia nelle collisioni di stelle di neutroni

Le stelle di neutroni sono gli oggetti più densi del nostro universo, ad eccezione dei buchi neri. Sono costituiti principalmente da neutroni.

Dobbiamo ancora comprendere il materiale che si crea quando due stelle di neutroni si scontrano completamente. Scienziati del Centro Asia-Pacifico per la fisica teorica di Pohang e del Università Goethe di Francoforte hanno ora creato un nuovo modello che fa luce sul comportamento della materia in circostanze così estreme.

La prima misurazione diretta di onde gravitazionali, le minuscole increspature nello spaziotempo causate dalla collisione di due stelle di neutroni, si sono verificate nel 2017 qui sulla Terra. Tuttavia, non si sa esattamente cosa costituisca il prodotto di fusione caldo e denso prodotto.

È ancora una questione aperta, ad esempio, se i quark siano altrimenti intrappolati neutroni, possono apparire in forma libera dopo la collisione.

Il Dr. Christian Ecker dell'Istituto di Fisica Teorica dell'Università Goethe di Francoforte, Germania, e il Dr. Matti Järvinen e il Dr. Tuna Demircik del Centro Asia-Pacifico per la Fisica Teorica di Pohang, Corea del Sud, hanno ora sviluppato un nuovo modello che consente loro per fare un passo avanti verso la risposta a questa domanda.

In questo studio, gli scienziati hanno esteso modelli della fisica nucleare, che non sono applicabili ad alte densità, con un metodo utilizzato nella teoria delle stringhe per descrivere la transizione ai quark densi e caldi importanza.

Il dottor Demircik e il dottor Järvinen hanno detto: “Il nostro metodo utilizza una relazione matematica che si trova nella teoria delle stringhe, vale a dire la corrispondenza tra cinque dimensioni buchi neri e materia fortemente interagente, per descrivere la transizione di fase tra la materia nucleare densa e la materia quark.

Dottor Ecker disse, “Abbiamo già utilizzato il nuovo modello nelle simulazioni al computer per calcolare il segnale delle onde gravitazionali da queste collisioni e dimostrare che è possibile produrre sia materia di quark caldi che freddi”.

Gli scienziati stanno inoltre pianificando di confrontare le loro simulazioni con le future onde gravitazionali misurate dallo spazio per ottenere ulteriori informazioni sulla materia dei quark in collisioni di stelle di neutroni.

Riferimento della Gazzetta:

1. Tuna Demircik, Christian Ecker e Matti Järvinen et al. QCD densa e calda ad accoppiamento forte. REVISIONE FISICA X. DOI: 10.1103/PhysRevX.12.041012