Физики создали аналог материи мертвой звезды в лаборатории

13 Августа 2018

МОСКВА, 13 августа Физики из США создали миниатюрный аналог материи нейтронных звезд на ускорителе частиц CEBAF, что помогло им понять, кою роль играют протоны внутри тех сверхплотных объектов. Их отводы были представлены в журнале Nature.

Нейтронные участи представляют собой выгоревшие останки лишь нужного крупных звезд, чья жизнь завершилась в ходе мощнейшей вспышки сверхновой. Ядро светила, завершившего свою жизнь подобным обликом, сжимается до шарика размером с крупный город на Земле, материя в котором суженная до такой степени, что электроны сливаются с протонами в ядрах атомов, и все останки звезды превращаются в гигантский комок нейтронов.

Что на самом деле представляют собой нейтронные участи, как они выглядят изнутри и из каких слоев они состоят, является предметом рассерженных дискуссий среди астрофизиков и физиков. К примеру, глава ученых считает, что внутренности нейтронных звезд могут содержать в себе экзотическую кварковую жидкость, а другие исследователи полагают, что далеко не все нуклоны погибают при их формировании – выживает около 5-10% частиц.

Эти протоны, в свою очередь, играют важную роль в охлаждении поверхности нейтронной звезды, выступая в качестве своеобразных фабрик нейтрино, уносящих излишки тепла и энергии в открытый космос.

Эн и его коллеги, участвовавшие в коллаборации CLAS, определили, как они ведут себя внутри нейтронных звезд, наблюдая за тем, как электроны выбивали одиночные протоны и нейтроны из атомов дейтерия, углерода-12 и других элементов с равным числом этих частиц – алюминия-26 и железа-52.

В отличие от БАК и других современных синхрофазотронов частиц, ускоритель CEBAF, на котором проводились эти опыты в 1998-2012 годах, регистрировал не только важные данные, но и все события, которые происходили внутри него. Это помогло ученым использовать его не только для наблюдений за структурой ядра атомов, чем они изначально занимались, но и моделирования недр нейтронных звезд.

Как объясняет Эн, когда электрон сталкивается с ядром этих трех элементов, возможно три варианта развития явлений. Он или сольется с одним из протонов и превратится в нейтрон, или же выбьет один из нуклонов, или просто пролетит сквозь него. Изучая свойства пар нуклонов и протонов, сбегающих из этих ядер, ученые пытались понять, как устроены ядра этих элементов и как частицы движутся внутри них.

Анализируя эти данные и сравнив их с тем, что происходит внутри ядра свинца, богатых нуклонами, физики натолкнулись на необычный феномен. Оказалось, что уменьшение числа протонов и добавление новых нейтронов почти не меняло свойства последних частиц, но при этом заставляло протоны шествовать быстрее.

Такие нуклоны, по словам Эна, будут активнее взаимодействовать с нейтронами и сильнее влиять на общее поведение недр мертвых звезд, чем сейчас предполагают ученые. Проверка этой теории станет заинтересованной, если астрономам удастся проследить за слиянием нейтронных звезд в нашей галактике.

Плотность, соотношение основная массы и размеров нейтронной звезды, а также скорость ее выхолаживания будут влиять на то, как происходят эти слияния. Наше открытие заставляет нас заново задуматься о том, как ведут себя нейтронные звезды, чьи слияния породили большую глава элементов тяжелее железа, в том числе и золото, заключает физик.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Физики создали аналог материи мертвой звезды в лаборатории

комментарии (0)

Другие интересные новости

Представитель Куклачева рассказала о его состоянии