Z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół fizyków wynika, że w jądrach najbardziej masywnych gwiazd neutronowych istnieje bardzo prawdopodobne, że w jądrach najbardziej masywnych gwiazd neutronowych istnieje bardzo gęsta, pozbawiona ograniczeń materia kwarkowa. Zespół prowadzony przez Aleksiego Vuorinena na Uniwersytecie w Helsinkach zastosował wnioskowanie bayesowskie do obserwacji gwiazd neutronowych i doszedł do wniosku, że w 80–90% egzotyczny stan materii występuje w najcięższych obiektach.
Kwantowa teoria pola przewiduje, że w ekstremalnych temperaturach i ciśnieniach kwarki i gluony nie wiążą się już ściśle ze sobą – tak jak ma to miejsce w przypadku protonów, neutronów i innych hadronów. Zamiast tego mogą swobodnie istnieć indywidualnie w egzotycznej plazmie kwarkowo-gluonowej zwanej pozbawioną ograniczeń materią kwarkową.
Uważa się, że ten stan materii dominował we wszechświecie już w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu. Powstał także na bardzo krótko w obiektach takich jak Wielki Zderzacz Hadronów, poprzez zderzenie ciężkich jąder.
Obiekty gęste i zwarte
„Chociaż eksperymentalne badania materii jądrowej i kwarkowej o dużej gęstości za pomocą zderzaczy cząstek pozostają niezwykle trudne, od dawna wiadomo, że materia kwarkowa może występować w przyrodzie w jądrach gwiazd neutronowych – najgęstszych i najbardziej zwartych obiektów astrofizycznych istniejących. – wyjaśnia Vuorinen.
Gwiazdy neutronowe to zapadnięte jądra gwiazd, które pakują więcej materii niż Słońce w obiekty o promieniu zaledwie 10–20 km. Oczekuje się, że gęstość gwiazdy neutronowej będzie rosnąć od jej skorupy do jądra. W rezultacie oczekuje się, że elektrony i protony we wnętrzu takiej gwiazdy zostaną zmiażdżone, tworząc materię składającą się głównie z neutronów.
Co więcej, niektórzy fizycy uważają, że temperatura i ciśnienie w jądrze gwiazdy neutronowej mogą być wystarczająco wysokie, aby umożliwić przejście fazowe z materii hadronowej do pozbawionej ograniczeń materii kwarkowej. Aby znaleźć dowody na takie przejście fazowe, zespół Vuorinena wykorzystał „wnioskowanie bayesowskie”, które jest metodą dedukcji statystycznej polegającą na wnioskowaniu o prawdopodobieństwie różnych parametrów modelu poprzez bezpośrednie porównanie z danymi obserwacyjnymi.
Równanie stanu
W tym przypadku obserwacje są „równaniami stanu” gwiazd neutronowych. Równanie stanu wiąże ciśnienie w gwieździe neutronowej z gęstością i można je wywnioskować obserwując właściwości gwiazdy neutronowej, takie jak jej masa i promień.
„Połączyliśmy to podejście ze strukturą, którą byliśmy wcześniej pionierami w badaniu materii gwiazd neutronowych, gdzie równanie stanu gęstej materii kwarkowej jest interpolowane pomiędzy dokładnie znanymi reżimami o niskiej i wysokiej gęstości” – wyjaśnia Vuorinen. Ponieważ oczekuje się, że równanie stanu uwolnionej materii kwarkowej zasadniczo różni się od równania materii hadronowej, podejście to powinno zidentyfikować obecność pozbawionej ograniczeń materii kwarkowej w jądrach obserwowanych gwiazd neutronowych.
W swoich badaniach Vuorinen i współpracownicy wykorzystali obliczenia równań stanu na podstawie 12 obserwacji gwiazd neutronowych.
„Podobne badania przeprowadzono już wcześniej, ale byliśmy w stanie zarówno uwzględnić w naszym badaniu bezprecedensową liczbę wyników obserwacji, jak i wywnioskować z wyników fazę silnie oddziałującej materii” – opisuje Vuorinen. Wykorzystując niedawno opracowane ramy, zespół wykorzystał superkomputer do obliczenia prawdopodobieństwa obecności pozbawionej ograniczeń materii kwarkowej w rdzeniach najcięższych zbadanych gwiazd neutronowych.
Silne przejście fazowe pierwszego rzędu
„Wyniki mieściły się w granicach 80–90%, co jest wysokim wynikiem, ale w żadnym wypadku nie stanowi odkrycia” – kontynuuje Vuorinen. „Pozostałe prawdopodobieństwo 10–20% odpowiada bardzo interesującemu scenariuszowi samo w sobie: byliśmy w stanie wykazać, że gdyby wszystkie istniejące gwiazdy neutronowe składały się wyłącznie z materii jądrowej, musiałoby nastąpić silne przejście fazowe pierwszego rzędu oddzielające jądro i fazy materii kwarkowej.”
Gwiazdy neutronowe mogą zawierać wolne kwarki
Z astrofizycznego punktu widzenia możliwość istnienia uwolnionej materii kwarkowej w rdzeniach gwiazd neutronowych rodzi cały szereg nowych, intrygujących pytań, wyjaśnia członek zespołu Joonas Nättilä w Flatiron Institute i Columbia University w Nowym Jorku.
„Teraz, gdy wiemy, że we wnętrzu gwiazd neutronowych może czaić się nowy stan materii, możemy zacząć spekulować, jak wpływa on na różne zjawiska astrofizyczne”.
Mówi, że badanie rodzi kilka bardzo interesujących pytań. „Czy możemy tymczasowo uwolnić materię kwarkową podczas zderzenia dwóch gwiazd neutronowych? Czy możemy w pewnym momencie mieć nadzieję na zaobserwowanie zapadnięcia się gwiazdy neutronowej w czarną dziurę, jeśli materia ulegnie silnemu przejściu fazowemu? Czy interfejs materii kwark-neutron zmienia wewnętrzną strukturę gwiazdy?”
W przyszłych badaniach zespół będzie chciał głębiej zagłębić się w te fascynujące pytania.
Badanie opisano w Nature Communications.
- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
- PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
- PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
- Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://physicsworld.com/a/evidence-grows-for-deconfined-quark-matter-in-neutron-star-cores/
- :ma
- :Jest
- :Gdzie
- 12
- a
- Zdolny
- Stosownie
- Konto
- dokładnie
- przed
- zmierzać
- Wszystkie kategorie
- dopuszczać
- sam
- również
- an
- i
- stosowany
- podejście
- SĄ
- artysta
- AS
- At
- tło
- Bayesian
- BE
- być
- zanim
- uwierzyć
- Uważa
- pomiędzy
- Duży
- Wielki Wybuch
- związania
- Czarny
- Black Hole
- obie
- krótko
- ale
- by
- obliczać
- Obliczenia
- nazywa
- CAN
- walizka
- wyzwanie
- zmiana
- Miasto
- Zawalić się
- upadł
- koledzy
- kolizja
- COLUMBIA
- połączony
- kompaktowy
- porównania
- zawarta
- zawierać
- ciągły
- rdzeń
- odpowiada
- mógłby
- Stwórz
- stworzony
- dane
- głębiej
- sięgać
- opisane
- opisuje
- różne
- kierować
- odkrycie
- do
- robi
- zdominowany
- każdy
- Wcześniej
- elektrony
- dość
- dowód
- istnieć
- istnienie
- Przede wszystkim system został opracowany
- istnieje
- Egzotyczny
- spodziewany
- eksperymentalny
- Objaśnia
- skrajny
- niezwykle
- udogodnienia
- fascynujący
- pole
- i terminów, a
- następujący
- W razie zamówieenia projektu
- Framework
- Darmowy
- od
- zasadniczo
- przyszłość
- Rośnie
- miał
- Have
- ciężki
- Wysoki
- Otwór
- nadzieję
- gospodarz
- W jaki sposób
- HTTPS
- zidentyfikować
- if
- in
- Zwiększać
- Indywidualnie
- Informacja
- wewnątrz
- zamiast
- Instytut
- interakcji
- ciekawy
- Interfejs
- wnętrze
- wewnętrzny
- na świecie
- najnowszych
- intrygancki
- problem
- IT
- JEGO
- samo
- jpg
- właśnie
- Wiedzieć
- znany
- duży
- nioski
- Doprowadziło
- lubić
- prawdopodobieństwo
- Prawdopodobnie
- długo
- dłużej
- Dokonywanie
- Masa
- masywny
- materiał
- Materia
- Maksymalna szerokość
- Może..
- znaczy
- członek
- metoda
- model
- Chwile
- jeszcze
- większość
- przeważnie
- Natura
- Mgławica
- wymagania
- Gwiazda neutronowa
- Gwiazdy neutronowe
- neutrony
- Nowości
- I Love New York
- nowy jork
- Nie
- jądrowy
- numer
- obiekty
- obserwacyjny
- obserwować
- of
- Inne
- ludzkiej,
- Pakować
- parametry
- wykonywane
- perspektywa
- faza
- fazy
- Fizyka
- Świat Fizyki
- pionierem
- Plazma
- plato
- Analiza danych Platona
- PlatoDane
- punkt
- możliwość
- Prognozy
- obecność
- teraźniejszość
- nacisk
- Ciśnienia
- niska zabudowa
- protony
- Kwant
- kwarki
- pytania
- podnosi
- Czerwony
- reżimy
- zwolnić
- pozostały
- szczątki
- Badania naukowe
- dalsze
- Efekt
- s
- mówią
- scenariusz
- Szukaj
- rozsadzający
- powinien
- pokazać
- pokazane
- ponieważ
- kilka
- Gwiazda
- Gwiazdy
- początek
- Stan
- Stan skupienia
- statystyczny
- silny
- strongly
- Struktura
- badania naukowe
- Badanie
- taki
- Superkomputer
- Brać
- zespół
- niż
- że
- Połączenia
- ich
- teoria
- Tam.
- Te
- one
- to
- miniatur
- ciasno
- do
- razem
- przejście
- prawdziwy
- drugiej
- przechodzi
- Wszechświat
- uniwersytet
- bez precedensu
- używany
- za pomocą
- różnorodny
- początku.
- we
- były
- który
- cały
- będzie
- w
- świat
- wartość
- york
- zefirnet