Neutronstjärnor är de tätaste objekten i vårt universum, förutom svarta hål. De är huvudsakligen gjorda av neutroner.
Vi behöver fortfarande förstå materialet som skapas när två neutronstjärnor kolliderar helt. Forskare från Asia Pacific Center for Theoretical Physics i Pohang och Goethe-universitetet i Frankfurt har nu skapat en ny modell som belyser materiens beteende under sådana extrema omständigheter.
Den första direkta mätningen av gravitationsvågor, de minimala krusningarna i rymdtiden som orsakades av kollisionen mellan två neutronstjärnor, inträffade 2017 här på jorden. Det är dock okänt exakt vad som utgör den heta och täta sammanslagna produkten som produceras.
Det är fortfarande en öppen fråga, till exempel om kvarkar annars är instängda neutroner, kan visas i fri form efter kollisionen.
Dr Christian Ecker från Institutet för teoretisk fysik vid Goethe-universitetet i Frankfurt, Tyskland, och dr. Matti Järvinen och dr. Tuna Demircik från Asia Pacific Center for Theoretical Physics i Pohang, Sydkorea, har nu utvecklat en ny modell som tillåter dem för att komma ett steg närmare svaret på denna fråga.
I den här studien utökade forskare modeller från kärnfysik, som inte är tillämpliga vid höga densiteter, med en metod som används i strängteorin för att beskriva övergången till tät och varm kvark roll.
Dr Demircik och Dr Järvinen sa, "Vår metod använder ett matematiskt samband som finns i strängteorin, nämligen överensstämmelsen mellan femdimensionella svarta hål och starkt interagerande materia, för att beskriva fasövergången mellan tät kärn- och kvarkmateria."
Dr Ecker sade, "Vi har redan använt den nya modellen i datorsimuleringar för att beräkna gravitationsvågssignalen från dessa kollisioner och visa att både varm och kall kvargmateria kan produceras."
Forskare planerar vidare att jämföra sina simuleringar med framtida gravitationsvågor uppmätta från rymden för att få ytterligare insikter om kvarkmateria i kollisioner med neutronstjärnor.
Tidskriftsreferens:
- Tuna Demircik, Christian Ecker och Matti Järvinen et al. Tät och het QCD vid stark koppling. FYSISK GRANSKNING X. DOI: 10.1103/PhysRevX.12.041012
