Вчені використали потужний суперкомп’ютер для моделювання умов усередині нейтронної зорі. Вони переконані, що всередині цих об’єктів можуть знаходитися кваркові ядра. Речовина там перебуває в умовах, яких неможливо досягнути більше ніде.
Екзотична речовина в нейтронних зорях
Група вчених із Фінляндії, Норвегії, Німеччини та США використала суперкомп’ютер, аби змоделювати умови всередині нейтронних зір. Вони знайшли свідчення на користь того, що ці об’єкти можуть мати кваркові ядра.
Нейтронні зорі утворюються в результаті вибухів наднових. Під час цього процесу маса, що дорівнює двом сонячним, може стиснутися в об’єм менше земного. Гравітація примушує матерію набувати такої щільності, що в атомах не лише рвуться електронні оболонки, але й самі ядра розпадаються на протони та нейтрони.
У тому, що всередині пульсарів матерія може перебувати в стані хаотичної протонно-нейтронної суміші, ніхто не сумнівається. Проте вчені давно вже підозрюють, що справа заходить ще далі: гравітація там настільки сильна, що руйнуються вже й ці частинки, які зовсім не є елементарними, а складаються з кварків.
Зазвичай кварки не можуть існувати окремо один від одного. Цьому запобігають параметри, які отримали назву «колір» і «аромат». Але в таких екстремальних умовах вони можуть просто не діяти, й речовина переходить в небачений досі стан холодної кваркової матерії.
Кваркові ядра все ж можуть існувати
Головна проблема на шляху цих роздумів полягає в тому, що ми не дуже добре розуміємо фізику процесу перетворення нуклонної (протонно-нейтронної) матерії у кваркову Це може бути фазовий перехід, подібний до замерзання води. В такому випадку невелика кількість речовини, що вже його здійснила, здатна стати зародком, із якого цей процес перекинеться на решту речовини. Густина її при цьому збільшиться, і нейтронна зоря перетвориться на чорну діру.
Вірогідність усіх цих тверджень вчені й перевіряли за допомогою суперкомп’ютера та байєсівської статистики. Вони провели мільйони симуляцій і дійшли висновку, що кваркові ядра у стабільному стані в нейтронних зорях усе ж можуть існувати. Принаймні, це стосується найважчих із них. Вірогідність того, що в їхніх глибинах квартова матерія існує у стабільному стані, сягає 80-90%. Вірогідність того, що вони складаються з протонів і нейтронів, теж залишається, проте вона дуже невелика.
За матеріалами: phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
