Згідно з дослідженням міжнародної групи фізиків, дуже ймовірно, що надщільна розблокована кваркова матерія існує в ядрах наймасивніших нейтронних зірок. Колектив на чолі з Алексі Вуорінен в Університеті Гельсінкі застосував байєсівський висновок до спостережень нейтронних зірок і дійшов висновку, що екзотичний стан матерії існує на 80–90% у найважчих об’єктах.
За екстремальних температур і тисків квантова теорія поля передбачає, що кварки та глюони більше не зв’язуються один з одним, як це відбувається в протонах, нейтронах та інших адронах. Натомість вони можуть вільно існувати окремо в екзотичній кварк-глюонній плазмі, яка називається розблокованою кварковою матерією.
Вважається, що цей стан матерії домінував у Всесвіті в перші моменти після Великого вибуху. Він також був створений дуже коротко на таких установках, як Великий адронний колайдер, шляхом збивання важких ядер.
Щільні та компактні предмети
«Хоча експериментальне дослідження ядерної та кваркової матерії високої щільності за допомогою колайдерів частинок залишається надзвичайно складним, давно відомо, що кваркова матерія може бути присутня в природі в ядрах нейтронних зірок – найщільніших і найкомпактніших астрофізичних об’єктів із існуючих, – пояснює Вуорінен.
Нейтронні зірки — це колапсовані ядра зірок, які містять більше, ніж Сонце, речовини в об’єкти радіусом лише 10–20 км. Очікується, що щільність нейтронної зірки збільшиться від її кори до ядра. У результаті очікується, що електрони та протони всередині такої зірки будуть подрібнені разом, утворюючи речовину, яка в основному складається з нейтронів.
Більш того, деякі фізики вважають, що температура і тиск у ядрі нейтронної зірки можуть бути достатньо високими, щоб забезпечити фазовий перехід від адронної матерії до деконфайнованої кваркової матерії. Щоб знайти докази такого фазового переходу, команда Вуорінена використовувала «байєсівський висновок», який є методом статистичної дедукції, який робить висновок про ймовірність різних параметрів моделі шляхом прямого порівняння з даними спостережень.
Рівняння стану
У цьому випадку спостереження є «рівняннями стану» нейтронних зірок. Рівняння стану пов’язує тиск у нейтронній зірці з густиною, і його можна отримати, спостерігаючи властивості нейтронної зірки, такі як її маса та радіус.
«Ми об’єднали цей підхід із структурою, яку раніше запровадили у вивченні матерії нейтронних зірок, де рівняння стану щільної кваркової матерії інтерполюється між точно відомими режимами низької та високої густини», — пояснює Вуорінен. Оскільки очікується, що рівняння стану розблокованої кваркової матерії принципово відрізняється від рівняння адронної матерії, цей підхід має визначити наявність розблокованої кваркової матерії в ядрах спостережуваних нейтронних зірок.
Для свого дослідження Вуорінен і його колеги використовували розрахунки рівняння стану за 12 спостереженнями нейтронних зірок.
«Подібні дослідження проводилися раніше, але ми змогли як взяти до уваги безпрецедентну кількість результатів спостережень у нашому дослідженні, так і вивести з результатів фазу сильно взаємодіючої матерії», — описує Вуорінен. Використовуючи свою нещодавно розроблену структуру, команда використовувала суперкомп’ютер, щоб обчислити ймовірність того, що деконфінована кваркова матерія присутня в ядрах найважчих нейтронних зірок, які вони досліджували.
Сильний фазовий перехід першого роду
«Результати були приблизно 80-90%, що є високим показником, але жодним чином не є відкриттям», — продовжує Вуорінен. «Імовірність, що залишилася 10-20%, сама по собі відповідає дуже цікавому сценарію: ми змогли показати, що якщо всі існуючі нейтронні зірки складаються лише з ядерної матерії, має бути сильний фазовий перехід першого роду, який розділяє ядерну і фази матерії кварків».
Нейтронні зірки можуть містити вільні кварки
З астрофізичної точки зору, можливість існування деконфінованої кваркової матерії в ядрах нейтронних зірок викликає цілу низку інтригуючих нових питань, пояснює член команди Йонас Неттіла в Інституті Флетайрона та Колумбійському університеті в Нью-Йорку.
«Тепер, коли ми знаємо, що може існувати такий новий стан матеріалу, який ховається всередині нейтронних зірок, ми можемо почати припускати, як це впливає на різні астрофізичні явища».
Він каже, що дослідження піднімає кілька дуже цікавих питань. «Чи можемо ми тимчасово звільнити кваркову матерію в результаті зіткнення двох нейтронних зірок? Чи можемо ми в якийсь момент сподіватися спостерігати колапс нейтронної зірки в чорну діру, якщо речовина зазнає сильного фазового переходу? Чи змінює поділ матерії кварк-нейтрон внутрішню структуру зірки?»
У своїх майбутніх дослідженнях команда намагатиметься глибше дослідити ці захоплюючі питання.
Дослідження описано в Природа зв'язку.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/evidence-grows-for-deconfined-quark-matter-in-neutron-star-cores/
- : має
- :є
- :де
- 12
- a
- Здатний
- За
- рахунки
- точно
- проти
- мета
- ВСІ
- дозволяти
- тільки
- Також
- an
- та
- прикладної
- підхід
- ЕСТЬ
- художник
- AS
- At
- фон
- Байєсівський
- BE
- було
- перед тим
- Вірити
- вважається,
- між
- Великий
- великий вибух
- пов'язувати
- Black
- Чорна діра
- обидва
- коротко
- але
- by
- обчислювати
- розрахунки
- званий
- CAN
- випадок
- складні
- зміна
- Місто
- колапс
- звалилися
- колеги
- зіткнення
- COLUMBIA
- комбінований
- компактний
- порівняння
- уклали
- містити
- триває
- Core
- відповідає
- може
- створювати
- створений
- дані
- глибше
- заглиблюватися
- описаний
- описує
- різний
- прямий
- відкриття
- do
- робить
- домінують
- кожен
- Раніше
- електрони
- досить
- докази
- існувати
- існування
- існуючий
- існує
- Екзотичний
- очікуваний
- експериментальний
- Пояснює
- екстремальний
- надзвичайно
- засоби
- захоплюючий
- поле
- Перший
- після
- для
- Рамки
- Безкоштовна
- від
- принципово
- майбутнє
- Зростає
- було
- Мати
- важкий
- Високий
- Hole
- надія
- господар
- Як
- HTTPS
- ідентифікувати
- if
- in
- Augmenter
- Індивідуально
- інформація
- всередині
- замість
- Інститут
- взаємодіючих
- цікавий
- інтерфейс
- інтер'єр
- внутрішній
- Міжнародне покриття
- в
- інтригуючий
- питання
- IT
- ЙОГО
- сам
- JPG
- просто
- Знати
- відомий
- великий
- шарів
- Led
- як
- ймовірність
- Ймовірно
- Довго
- довше
- Робить
- Маса
- масивний
- матеріал
- Матерія
- макс-ширина
- Може..
- засоби
- член
- метод
- модель
- Моменти
- більше
- найбільш
- в основному
- природа
- туманність
- потреби
- Нейтронна зірка
- Нейтронні зірки
- нейтронів
- Нові
- Нью-Йорк
- Нью-Йорк
- немає
- ядерний
- номер
- об'єкти
- спостережливість
- спостерігати
- of
- Інше
- наші
- Pack
- параметри
- виконується
- перспектива
- фаза
- фаз
- Фізика
- Світ фізики
- вперше
- Плазма
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- точка
- можливість
- Прогнози
- наявність
- представити
- тиск
- тиск
- властивості
- протони
- Квантовий
- кварки
- питань
- піднімається
- червоний
- режими
- звільнити
- решті
- залишається
- дослідження
- результат
- результати
- s
- говорить
- сценарій
- Пошук
- розділення
- Повинен
- Показувати
- показаний
- з
- деякі
- Star
- Зірки
- старт
- стан
- Стан речовини
- статистичний
- сильний
- сильно
- структура
- Дослідження
- Вивчення
- такі
- суперкомп'ютер
- Приймати
- команда
- ніж
- Що
- Команда
- їх
- теорія
- Там.
- Ці
- вони
- це
- слайдами
- щільно
- до
- разом
- перехід
- правда
- два
- зазнає
- Всесвіт
- університет
- безпрецедентний
- використовуваний
- використання
- різний
- дуже
- we
- були
- який
- всі
- волі
- з
- світ
- вартість
- йорк
- зефірнет