סביר מאוד שחומר קווארק משוחרר צפוף במיוחד קיים בליבות של כוכבי הנייטרונים המאסיביים ביותר, על פי מחקר של צוות בינלאומי של פיזיקאים. הצוות בראשות אלכס וורינן באוניברסיטת הלסינקי יישם הסקה בייסיאנית על תצפיות בכוכבי נויטרונים והגיע למסקנה שיש 80-90% שהמצב האקזוטי של החומר קיים בעצמים הכבדים ביותר.
בטמפרטורות ולחצים קיצוניים, תורת השדות הקוונטיים חוזה שקווארקים וגלואונים כבר לא נקשרים בחוזקה זה לזה - כפי שהם עושים בפרוטונים, נויטרונים והדרונים אחרים. במקום זאת, הם חופשיים להתקיים בנפרד בפלזמה אקזוטית של קווארק-גלואון הנקראת חומר קווארק משוחרר.
מאמינים שמצב החומר הזה שלט ביקום ברגעים הראשונים שלאחר המפץ הגדול. הוא גם נוצר לזמן קצר מאוד במתקנים כמו מאיץ ההדרון הגדול על ידי ריסוק גרעינים כבדים יחדיו.
חפצים צפופים וקומפקטיים
"בעוד שהמחקר הניסיוני של חומר גרעיני וקווארקים בצפיפות גבוהה עם מתנגדי חלקיקים נותר מאתגר ביותר, זה זמן רב ידוע שחומר קווארק עשוי להיות נוכח בטבע בליבות של כוכבי ניוטרונים - העצמים האסטרופיזיים הצפופים והקומפקטיים ביותר שקיימים, " מסביר וורינן.
כוכבי ניוטרונים הם הליבות הממוטטות של כוכבים שאורזים יותר מחומר של שמש לתוך עצמים ברדיוס של 10-20 ק"מ בלבד. צפיפותו של כוכב נויטרונים צפויה לגדול מקרום הליבה שלו. כתוצאה מכך צפויים אלקטרונים ופרוטונים בחלק הפנימי של כוכב כזה להימעך יחד כדי ליצור חומר שהוא בעיקר נויטרונים.
יתרה מכך, כמה פיזיקאים מאמינים שהטמפרטורה והלחץ בליבת כוכב נויטרונים יכולים להיות גבוהים מספיק כדי לאפשר מעבר פאזה מחומר האדרוני לחומר קווארק משוחרר. כדי לחפש ראיות למעבר פאזה כזה, הצוות של Vuorinen השתמש ב"מסק בייסיאני", שהוא שיטה לניכוי סטטיסטי המסיקה את ההסתברויות של פרמטרים שונים של מודל על ידי ביצוע השוואות ישירות עם נתוני תצפית.
משוואת המדינה
במקרה זה, התצפיות הן "משוואות המצב" של כוכבי נויטרונים. משוואת המצב מקשרת את הלחץ בכוכב נויטרונים לצפיפות - וניתן להסיק על ידי התבוננות בתכונות של כוכב נויטרונים כמו המסה והרדיוס שלו.
"שילבנו את הגישה הזו למסגרת שהיינו חלוצים קודם לכן בחקר חומר נויטרונים-כוכבים, שבה משוואת המצב של חומר קווארק צפוף משולבת בין משטרים בעלי צפיפות נמוכה וגבוהה ידועים במדויק", מסביר Vuorinen. מכיוון שמשוואת המצב של חומר קווארק מנותק צפויה להיות שונה מהותית מזו של חומר האדרוני, גישה זו צריכה לזהות את נוכחותו של חומר קווארק מנותק בליבות של כוכבי נויטרונים שנצפו.
לצורך המחקר שלהם, Vuorinen ועמיתיו השתמשו במשוואת מצב חישובי מ-12 תצפיות בכוכבי נויטרונים.
"מחקרים דומים בוצעו בעבר, אבל הצלחנו גם לקחת בחשבון מספר חסר תקדים של תוצאות תצפית במחקר שלנו, וגם להסיק מהתוצאות את השלב של חומר בעל אינטראקציה חזקה", מתאר Vuorinen. באמצעות המסגרת שפותחה לאחרונה, הצוות השתמש במחשב-על כדי לחשב את הסבירות שחומר קווארק משוחרר קיים בליבות של כוכבי הנייטרונים הכבדים ביותר שהם בחנו.
מעבר שלב חזק מסדר ראשון
"התוצאות היו במגרש הכדורים של 80-90%, שזה גבוה, אבל בשום אופן לא מהווה תגלית", ממשיך Vuorinen. "הסבירות הנותרת של 10-20% תואמת לתרחיש מאוד מעניין בפני עצמו: הצלחנו להראות שאם כל כוכבי הנייטרונים הקיימים יהיו מורכבים מחומר גרעיני בלבד, צריך להיות מעבר שלב חזק מסדר ראשון המפריד בין הגרעין ושלבי חומר קווארק."
כוכבי ניוטרונים עשויים להכיל קווארקים חופשיים
מנקודת מבט אסטרופיזיקלית, האפשרות של חומר קווארק משוחרר הקיים בליבות כוכב נויטרונים מעלה שורה שלמה של שאלות חדשות ומסקרנות, מסביר חבר הצוות Joonas Nättilä במכון פלטירון ובאוניברסיטת קולומביה בניו יורק.
"עכשיו, כשאנחנו יודעים שיכול להיות מצב חדש כזה של חומר שאורב בתוך כוכבי נויטרונים, אנחנו יכולים להתחיל לשער כיצד זה משפיע על תופעות אסטרופיזיות שונות".
לדבריו, המחקר מעלה כמה שאלות מעניינות מאוד. "האם נוכל לשחרר זמנית את חומר הקווארק בהתנגשות של שני כוכבי נויטרונים? האם אנחנו יכולים, בשלב מסוים, לקוות לראות את קריסת כוכב נויטרונים לתוך חור שחור אם החומר יעבור מעבר פאזה חזק? האם ממשק חומר הקווארק-נייטרון משנה את המבנה הפנימי של הכוכב?"
במחקר העתידי שלהם, הצוות ישאף להעמיק בשאלות המרתקות הללו.
המחקר מתואר ב תקשורת טבע.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://physicsworld.com/a/evidence-grows-for-deconfined-quark-matter-in-neutron-star-cores/
- :יש ל
- :הוא
- :איפה
- 12
- a
- יכול
- פי
- חֶשְׁבּוֹן
- במדויק
- נגד
- המטרה
- תעשיות
- להתיר
- לבד
- גם
- an
- ו
- יישומית
- גישה
- ARE
- אמן
- AS
- At
- רקע
- בייסיאנית
- BE
- היה
- לפני
- תאמינו
- האמין
- בֵּין
- גָדוֹל
- המפץ הגדול
- לאגד
- שחור
- חור שחור
- שניהם
- בקצרה
- אבל
- by
- לחשב
- חישובים
- נקרא
- CAN
- מקרה
- אתגר
- שינוי
- עִיר
- הִתמוֹטְטוּת
- קרס
- עמיתים
- התנגשות
- COLUMBIA
- משולב
- קומפקטי
- השוואות
- הגיע למסקנה
- להכיל
- ממשיך
- ליבה
- מתכתב
- יכול
- לִיצוֹר
- נוצר
- נתונים
- עמוק יותר
- להתעמק
- מְתוּאָר
- מתאר
- אחר
- ישיר
- תגלית
- do
- עושה
- נשלט
- כל אחד
- מוקדם יותר
- אלקטרונים
- מספיק
- עדות
- להתקיים
- קיום
- קיימים
- קיים
- אקזוטי
- צפוי
- ניסיוני
- מסביר
- קיצוני
- מאוד
- מתקנים
- מקסים
- שדה
- ראשון
- הבא
- בעד
- מסגרת
- חופשי
- החל מ-
- ביסודו
- עתיד
- גדל
- היה
- יש
- כבד
- גָבוֹהַ
- חור
- לקוות
- המארח
- איך
- HTTPS
- לזהות
- if
- in
- להגדיל
- בנפרד
- מידע
- בתוך
- במקום
- מכון
- אינטראקציה
- מעניין
- מִמְשָׁק
- פנים
- פנימי
- ברמה בינלאומית
- אל תוך
- מסקרן
- סוגיה
- IT
- שֶׁלָה
- עצמו
- jpg
- רק
- לדעת
- ידוע
- גָדוֹל
- שכבות
- הוביל
- כמו
- סְבִירוּת
- סביר
- ארוך
- עוד
- עשייה
- מסה
- מסיבי
- חוֹמֶר
- דבר
- max-width
- מאי..
- אומר
- חבר
- שיטה
- מודל
- רגעים
- יותר
- רוב
- בעיקר
- טבע
- עַרְפִּילִית
- צרכי
- כוכב ניטרונים
- כוכבי ניוטרונים
- נויטרונים
- חדש
- ניו יורק
- ניו יורק
- לא
- גַרעִינִי
- מספר
- אובייקטים
- תצפיתית
- להתבונן
- of
- אחר
- שלנו
- חבילה
- פרמטרים
- ביצעתי
- פרספקטיבה
- שלב
- שלבים
- פיסיקה
- עולם הפיזיקה
- חלוצית
- פלזמה
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- נקודה
- אפשרות
- תחזית
- נוכחות
- להציג
- לחץ
- לחצים
- נכסים
- פרוטונים
- קוונטית
- קווארקים
- שאלות
- מעלה
- Red
- משטרים
- לשחרר
- נותר
- שְׂרִידִים
- מחקר
- תוצאה
- תוצאות
- s
- אומר
- תרחיש
- חיפוש
- מפריד
- צריך
- לְהַצִיג
- הראה
- since
- כמה
- כוכב
- כוכבים
- התחלה
- מדינה
- מצב צבירה
- סטטיסטי
- חזק
- בְּתוֹקֶף
- מִבְנֶה
- מחקרים
- לימוד
- כזה
- מחשב העל
- לקחת
- נבחרת
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- שֶׁלָהֶם
- התאוריה
- שם.
- אלה
- הֵם
- זֶה
- תמונה ממוזערת
- בחוזקה
- ל
- יַחַד
- מַעֲבָר
- נָכוֹן
- שתיים
- עוברת
- עולם
- אוניברסיטה
- חסר תקדים
- מְשׁוּמָשׁ
- באמצעות
- שונים
- מאוד
- we
- היו
- אשר
- כל
- יצטרך
- עם
- עוֹלָם
- ראוי
- york
- זפירנט