Далекие спиральные звезды дают ключ к разгадке сил, связывающих субатомные частицы

Космические ученые из Университета Бата в Великобритании нашли новый способ исследовать внутреннюю структуру нейтронных звезд, дав физикам-ядерщикам новый инструмент для изучения структур, составляющих материю на атомном уровне.


— это мертвые , сжатые гравитацией до размеров небольших городов. Они содержат самую экстремальную материю во Вселенной, что означает, что они являются самыми плотными объектами из всех существующих (для сравнения, если бы была сжата до плотности нейтронной звезды, она была бы всего несколько сотен метров в диаметре, и все люди подошли бы к ней. в чайной ложке). Это делает нейтронные звезды уникальными естественными лабораториями для физиков-ядерщиков, чье понимание силы, связывающей субатомные частицы, ограничивается их работой с атомными ядрами, связанными с Землей. Изучение того, как эта сила ведет себя в более экстремальных условиях, дает возможность углубить их знания.

Присоединяйтесь к астрофизикам, которые смотрят на далекие , чтобы разгадать тайны физики.

В исследовании, описанном в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического обществаАстрофизики Бата обнаружили, что действие двух нейтронных звезд, движущихся все быстрее по спирали в сторону сильного столкновения, дает ключ к разгадке состава вещества нейтронной звезды. Эта поможет физикам-ядерщикам вычислить силы, определяющие структуру всей материи.

РЕЗОНАНС

Именно благодаря феномену резонанса команда Бата сделала свое открытие. Резонанс возникает, когда к объекту прикладывается сила с его собственной частотой, вызывая сильное, часто катастрофическое колебательное движение. Хорошо известный пример резонанса — это когда оперный певец разбивает стакан, достаточно громко напевая с частотой, соответствующей режимам колебаний стекла.

Когда пара спиралевидных нейтронных звезд достигает состояния резонанса, их твердая кора, которая считается в 10 миллиардов раз прочнее стали, разрушается. Это приводит к испусканию яркой вспышки гамма-излучения (называемой резонансной разрушающей вспышкой), которую можно увидеть со спутников. Звезды, вращающиеся по спирали, также испускают , которые можно обнаружить с помощью инструментов на Земле. Исследователи Бата обнаружили, что, измеряя как вспышку, так и сигнал гравитационной волны, они могут вычислить «энергию симметрии» нейтронной звезды.

Энергия симметрии — одно из свойств ядерной материи. Он контролирует соотношение субатомных частиц (протонов и нейтронов), составляющих ядро, и то, как это соотношение изменяется под воздействием экстремальных плотностей нейтронных звезд. Таким образом, значение энергии симметрии даст четкое представление о составе нейтронных звезд и, в более широком смысле, о процессах, посредством которых взаимодействуют все протоны и нейтроны, и о силах, определяющих структуру всей материи.

Исследователи подчеркивают, что измерения, полученные при изучении резонанса нейтронных звезд с использованием комбинации гамма-лучей и гравитационных волн, будут дополнять, а не заменять лабораторные физиков-ядерщиков.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments