古詩詞大全網 - 個性簽名 - 想知道物質的基本屬性,可以通過宇宙級事件得知嗎?

想知道物質的基本屬性,可以通過宇宙級事件得知嗎?

作為宇宙事件之壹的中子星合並,其影響也是範圍廣大,同時也是黑洞誕生的方式之壹!測量兩顆正在合並中子星引力波的機會,可以回答有關物質結構的壹些基本問題。在合並過程中極高的溫度和密度下,科學家們已經推測出壹種相變,在這種相變中中子溶解成它們的組成誇克和膠子。兩個國際研究小組報告了他們對引力波中這種相變特征的計算結果,其研究發表在《物理評論快報》上。誇克,物質最小的組成部分,在自然界中從不單獨出現。它們總是緊緊地束縛在質子和中子中。然而,和太陽壹樣重的中子星,卻只有法蘭克福這樣的城市那麽大,其核心密度如此之大

以至於可能會發生中子物質向誇克物質的轉變,物理學家把這個過程稱為相變,類似於水的液-氣相變。特別是,這種相變在理論上是可能的,當中子星合並形成壹個質量非常大的超穩定物體,密度超過原子核,溫度是太陽核心溫度的10000倍。中子星合並發出的引力波測量可以作為外層空間可能發生相變的壹種信使。相變應該在引力波信號中留下特征特征。來自法蘭克福、達姆施塔特和俄亥俄(歌德大學/FIAS/GSI/肯特大學)的研究小組,以及來自達姆施塔特和弗羅茨瓦夫(GSI/弗羅茨瓦夫大學)的研究小組使用現代超級計算機計算出這個簽名可能是什麽樣子。

用超級計算機計算中子星合並的模擬,不同的顏色顯示了質量密度和溫度在合並發生後的壹段時間以及物體坍縮成黑洞之前,誇克預計會在溫度和密度較高的地方形成。圖片:C. Breu, L. Rezzolla

為此,他們使用了多種相變理論模型。如果在實際合並後發生更多的相變,那麽在合並後的對象中會逐漸出現少量誇克。歌德大學理論天體物理學教授Luciano Rezzolla:借助愛因斯坦方程,我們第壹次能夠證明,結構上的這種細微變化將產生引力波信號的偏差,直到新形成的大質量中子星在自身的重量下坍縮,形成黑洞。在Darmstadt的GSI Helmholtzzentrum fur schwerionschung博士的計算機模型中,壹個相變已經在合並之後直接發生:壹個誇克物質的核心在中心物體的內部形成。鮑斯文說:我們成功地證明,在這種情況下,引力波信號的頻率將發生明顯的變化。

因此,確定了中子星合並引力波相變的壹個可測量標準。並不是所有引力波信號的細節都可以用電流探測器測量到。然而,它們將成為可觀測的下壹代探測器,以及與我們相對接近的合並事件。互補的方法來回答這個問題誇克物質提供兩個實驗:在GSI現有的HADES裝置上碰撞重離子,在GSI目前正在建設的反質子和離子研究設施(FAIR)上碰撞未來的CBM探測器,將產生壓縮核物質。在碰撞中,有可能產生類似中子星合並時的溫度和密度。這兩種方法都對核物質相變的發生及其基本性質提供了新見解。