Neutronensterren zijn de dichtste objecten in ons universum, met uitzondering van zwarte gaten. Ze zijn voornamelijk gemaakt van neutronen.
We moeten nog steeds het materiaal begrijpen dat ontstaat wanneer twee neutronensterren volledig botsen. Wetenschappers van het Asia Pacific Centre for Theoretical Physics in Pohang en the Goethe-universiteit in Frankfurt hebben nu een nieuw model gecreëerd dat licht werpt op het gedrag van materie in zulke extreme omstandigheden.
De eerste directe meting van zwaartekrachtgolven, de minieme rimpelingen in de ruimtetijd veroorzaakt door de botsing van twee neutronensterren, deden zich in 2017 hier op aarde voor. Het is echter niet precies bekend waaruit het geproduceerde hete en dichte samensmeltende product bestaat.
Het is bijvoorbeeld nog steeds een open vraag of quarks, anders gevangen in neutronen, kan na de botsing in vrije vorm verschijnen.
Dr. Christian Ecker van het Instituut voor Theoretische Fysica van de Goethe Universiteit in Frankfurt, Duitsland, en Dr. Matti Järvinen en Dr. Tuna Demircik van het Asia Pacific Centre for Theoretical Physics in Pohang, Zuid-Korea, hebben nu een nieuw model ontwikkeld waarmee ze om een stap dichter bij het beantwoorden van deze vraag te komen.
In deze studie breidden wetenschappers modellen uit de kernfysica, die niet toepasbaar zijn bij hoge dichtheden, uit met een methode die in de snaartheorie wordt gebruikt om de overgang naar dichte en hete quark te beschrijven materie.
Dr. Demircik en Dr. Järvinen zeiden: “Onze methode maakt gebruik van een wiskundige relatie die gevonden wordt in de snaartheorie, namelijk de correspondentie tussen vijfdimensionale zwarte gaten en sterk interagerende materie, om de faseovergang tussen dichte nucleaire en quarkmaterie te beschrijven.”
Dr. Ecker zei, "We hebben het nieuwe model al in computersimulaties gebruikt om het zwaartekrachtgolfsignaal van deze botsingen te berekenen en aan te tonen dat zowel warme als koude quark-materie kan worden geproduceerd."
Wetenschappers zijn van plan om hun simulaties te vergelijken met toekomstige zwaartekrachtsgolven gemeten vanuit de ruimte om meer inzicht te krijgen in quarkmaterie in neutronensterbotsingen.
Journal Reference:
- Tonijn Demircik, Christian Ecker en Matti Järvinen et al. Dichte en hete QCD bij Strong Coupling. FYSIEKE BEOORDELING X DOI: 10.1103/PhysRevX.12.041012
