متنوع

يلقي دمج النجوم النيوترونية الضوء على المادة الأساسية

يلقي دمج النجوم النيوترونية الضوء على المادة الأساسية

شارك باحثون بارزون حساباتهم حول الشكل الذي سيبدو عليه توقيع الطور لنجمين نيوترونيين مدمجين في موجة الجاذبية. يوفر قياس موجات الجاذبية لنجمين نيوترونيين مدمجين الفرصة للإجابة على الأسئلة الأساسية حول بنية المادة.

انظر أيضًا: التبريد السريع لنجوم النيوترون يزيل الحرارة عن طريق إلقاء النيترينوس

يعتقد العلماء أن مثل هذا الاندماج سيخلق درجات حرارة وكثافة عالية للغاية بحيث تكون مرحلة انتقالية حيث تذوب النيوترونات في مكوناتها: الكواركات والجلوونات مرجح. تم تحديد الحسابات المستندة إلى مثل هذا الحدث من قبل مجموعات بحثية من مجموعات البحث من فرانكفورت ودارمشتات وأوهايو (جامعة جوته / FIAS / GSI / جامعة كينت) وكذلك من دارمشتات وفروتسواف (GSI / جامعة فروتسواف) ونشرها في الإصدار الأخير من رسائل المراجعة المادية.

الكواركات تنطلق منفردة

لا تُلاحظ الكواركات وحدها في الطبيعة. دائمًا ما تكون اللبنات الأساسية للمادة مرتبطة بإحكام داخل البروتونات والنيوترونات. ومع ذلك ، فإن النجوم النيوترونية ذات الكتلة التي تساوي كتلة الشمس ولكن بحجم مادي صغير مثل مدينة مثل فرانكفورت لها نواة كثيفة لدرجة أنه قد يحدث انتقال من مادة نيوترونية إلى مادة كواركية.

يعرف الفيزيائيون بأنه مرحلة انتقالية ، يكون هذا الحدث ممكنًا بشكل أساسي عندما تتحد النجوم النيوترونية معًا وتشكل جسمًا بكثافة تتجاوز تلك الموجودة في نوى الذرة وبدرجة حرارة أعلى بـ 10000 مرة من نواة الشمس.

الانحراف في إشارة الموجات يعني أشياء أكبر

يقترح الباحثون أن قياس موجات الجاذبية المنبعثة من اندماج النجوم النيوترونية يمكن أن يكون بمثابة رسول لتحولات الطور المحتملة في الفضاء الخارجي. استخدمت مجموعات البحث أجهزة كمبيوتر عملاقة لحساب الشكل الذي يمكن أن يبدو عليه هذا التوقيع.

"بمساعدة معادلات آينشتاين ، تمكنا لأول مرة من إظهار أن هذا التغيير الطفيف في الهيكل سيؤدي إلى انحراف في إشارة موجة الجاذبية حتى ينهار النجم النيوتروني الضخم المتشكل حديثًا تحت ثقله ليشكل نجمًا أسود هول ، "يشرح لوتشيانو ريزولا ، أستاذ الفيزياء الفلكية النظرية في جامعة جوته.

ينتظر الفيزيائيون تكنولوجيا أفضل

وجد الدكتور أندرياس باوسوين من GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung في دارمشتات أنه في نماذج الكمبيوتر الخاصة بهم ، يحدث انتقال الطور بالفعل مباشرة بعد الاندماج - تشكل نواة مادة الكوارك في داخل الجسم المركزي.

يقول باوسوين: "نجحنا في إظهار أنه في هذه الحالة سيكون هناك تحول واضح في تردد إشارة موجة الجاذبية".

"وهكذا ، حددنا معيارًا قابلاً للقياس لانتقال الطور في موجات الجاذبية لدمج النجوم النيوترونية في المستقبل." ليست كل إشارات موجات الجاذبية قابلة للقياس بالتكنولوجيا الحالية.

ومع ذلك ، فمن المتوقع أن تصبح ملحوظة مع تحسن التكنولوجيا. تم تصميم تجارب إضافية للإجابة على أسئلة أخرى حول مادة الكوارك. يتضمن أحدها تصادم الأيونات الثقيلة في إعداد HADES الحالي في GSI وفي كاشف CBM المستقبلي في منشأة أبحاث البروتون والأيونات (FAIR).


شاهد الفيديو: ماذا لو دخل نجم مغناطيسي نظامنا الشمسي!! (ديسمبر 2021).