Создана загадочная материя нейтронной звезды

Создана загадочная материя нейтронной звезды

Международная группа ученых под руководством исследователей из Мичиганского университета создала «нейтронную звезду» в субатомном масштабе, чтобы лучше узнать о загадочных свойствах материи в недрах компактных космических объектов. О результатах эксперимента сообщается в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Для имитации условий внутри нейтронной звезды ученые использовали ядра атомов олова, которые разогнали до двух третей скорости света с помощью ускорителя в японском центре RIKEN Nishina. Пучок направили через тонкую оловянную фольгу, чтобы разрушить ядра, которые на одну миллиардную триллионной доли секунды просуществовали в виде сверхплотного «супа» из протонов и нейтронов. Тем не менее, этого времени достаточно для образования пионов — частиц, являющихся переносчиками ядерных сил. Пионы регистрировали специальные детекторы, построенные физиками Мичиганского университета.

Физика и свойства нейтронных звезд описываются уравнением состояния, которое на настоящий момент плохо изучено. Проблема состоит в том, что при экстремальных значениях плотности на свойства вещества в значительной мере начинает влиять энергия симметрии, которая отражает способность атомных ядер сохранять свою стабильность, а также определяет долю протонов. Эксперимент ученых был направлен на то, чтобы ограничить вклад энергии симметрии в уравнение состояния вещества по спектрам заряженных пионов, порожденных изотопами олова.

С ростом плотности материи энергия симметрии растет, однако при экстремальных значениях достигает максимума и начинает падать, что соответствует снижению доли всех компонентов материи, кроме нейтронной. Физики рассчитали соотношения спектров заряженных пионов и сумели ограничить производную энергии симметрии по плотности (L) диапазоном от 42 до 117 мегаэлектронвольт.

Это значение L лишь немногим меньше значения, полученного в результате измерения толщины нейтронной оболочки изотопа свинца-208. Согласно теории оболочечного строения структуру ядра можно рассматривать по аналогии со структурой электронных оболочек атома, поэтому нуклоны (протоны и нейтроны) заполняют свои оболочки, повышая стабильность ядра. Протоны и нейтроны делают это асимметрично, что становится особенно заметным для тяжелых изотопов, что позволяет ученым связать размер оболочек с энергией симметрии.

В будущем ученые планируют провести более точные оценки энергии симметрии и ее производных на установке FRIB (Facility for Rare Isotope Beams), которая будет введена в эксплуатацию в 2022 году. Это позволит лучше понимать физику среды внутри нейтронных звезд.


Похожие новости
Завершилась миссия по измерению толщины морского льда в Арктике 16 мая 2014 г.

Завершилась миссия по измерению толщины морского льда в Арктике

Совсем недавно завершилась исследовательская миссия,  во время которой ученые проверили эффективность работы спутника ESA CryoSat, который присылает данные о толщине льда в Антарктиде.Данные, которые исследователи собирают на протяжении нескольких десятков...

дальше...

Открытие новой частицы улучшит наше понимание фундаментальных сил природы 13 окт. 2014 г.

Открытие новой частицы улучшит наше понимание фундаментальных сил природы

Открытие новой частицы учеными из Университета Уорвика поможет нам более глубоко понять сильное взаимодействие, фундаментальную силу природы, найденную в протонах в ядре атома. Новый тип мезона, Ds3* (2860)?, был обнаружен при анализе данных, собранных...

дальше...

Раскрыта загадка появления аномальных частиц из космоса 02 июля 2020 г.

Раскрыта загадка появления аномальных частиц из космоса

Астрономы Университета штата Пенсильвания в США раскрыли загадку происхождения аномальных высокоэнергетических нейтрино, зафиксированных обсерваторией IceCube во льдах Антарктиды. Ученые разработали модель, согласно которой источником этих частиц являются...

дальше...

Предсказано существование нового атомного ядра 29 июня 2020 г.

Предсказано существование нового атомного ядра

Физики научно-исследовательского института RIKEN в Японии предсказали существование временно стабильного гиперядра, который образован ядром атома гелия и экзотической частицы кси-гиперона. Его экспериментальное обнаружение помогло бы больше узнать о структуре...

дальше...

«Кризис спина протона» получил новое развитие 28 июля 2014 г.

«Кризис спина протона» получил новое развитие

У протонов есть постоянный спин, который является внутренним свойством частицы, подобно массе или заряду. Тем не менее «откуда берется спин» стало такой тайной, что ее назвали «кризисом спина протона». Изначально физики считали, что спин протона был...

дальше...

Под землей начали поиск загадочного темного света 14 апр. 2020 г.

Под землей начали поиск загадочного темного света

Изображение: Tsinghua UniversityКитайские физики, работающие в коллаборации China Dark Matter Experiment (CDEX), начали поиск гипотетических частиц, называемых темными фотонами и являющимися кандидатами на роль темной материи. Им удалось раскрыть возможные...

дальше...

Раскрыты свойства самой загадочной частицы во Вселенной 27 нояб. 2019 г.

Раскрыты свойства самой загадочной частицы во Вселенной

Перейти в «Мою Ленту»В журнале Physical Review Letters вышла статья международной группы физиков, которая использовала новый спектрометр, чтобы установить новый верхний предел для массы нейтрино. Однако точное значение массы продолжает оставаться неизвестным...

дальше...

Нейтроны помогли ученым проверить закон Ньютона 21 апр. 2014 г.

Нейтроны помогли ученым проверить закон Ньютона

Команда ученых из Австрии, Германии и Франции вновь подтвердила закон всемирного тяготения и представила новые ограничения на параметры частиц темной материи и темной энергии. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, статья...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 06 мая 2021 г.