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Neues Modell für Materie bei Neutronensternkollisionen

Neutronensterne sind die dichtesten Objekte in unserem Universum, mit Ausnahme von Schwarzen Löchern. Sie bestehen hauptsächlich aus Neutronen.

Wir müssen noch das Material verstehen, das entsteht, wenn zwei Neutronensterne vollständig kollidieren. Wissenschaftler des Asia Pacific Center for Theoretical Physics in Pohang and the Goethe-Universität Frankfurt haben nun ein neues Modell erstellt, das Aufschluss über das Verhalten von Materie unter solch extremen Bedingungen gibt.

Die erste direkte Messung von Gravitationswellen, die winzigen Wellen in der Raumzeit, die durch die Kollision zweier Neutronensterne verursacht wurden, ereigneten sich hier auf der Erde im Jahr 2017. Es ist jedoch nicht genau bekannt, was das erzeugte heiße und dichte Schmelzprodukt ausmacht.

Offen ist zum Beispiel noch, ob Quarks sonst darin eingeschlossen sind Neutronenkann nach dem Aufprall in freier Form erscheinen.

DR. Christian Ecker vom Institut für Theoretische Physik der Goethe-Universität Frankfurt, Deutschland, und Dr. Matti Jarvinen und Dr. Tuna Demircik vom Asia Pacific Center for Theoretical Physics in Pohang, Südkorea, haben nun ein neues Modell entwickelt, mit dem sie der Beantwortung dieser Frage einen Schritt näher kommen.

In dieser Studie erweiterten die Wissenschaftler kernphysikalische Modelle, die bei hohen Dichten nicht anwendbar sind, um eine Methode, die in der Stringtheorie verwendet wird, um den Übergang zu dichten und heißen Quarks zu beschreiben. Angelegenheit.

Dr. Demircik und Dr. Jarvinen sagten: „Unsere Methode nutzt eine mathematische Beziehung aus der Stringtheorie, nämlich die Entsprechung zwischen fünfdimensional Schwarze Löcher und stark wechselwirkender Materie, um den Phasenübergang zwischen dichter Kern- und Quarkmaterie zu beschreiben.“

Dr. Ecke sagte, „Wir haben das neue Modell bereits in Computersimulationen eingesetzt, um das Gravitationswellensignal aus diesen Kollisionen zu berechnen und zu zeigen, dass sowohl warme als auch kalte Quark-Materie entstehen kann.“

Wissenschaftler planen, ihre Simulationen mit zukünftigen Gravitationswellen zu vergleichen, die aus dem Weltraum gemessen werden, um die Quark-Materie besser zu verstehen Kollisionen von Neutronensternen.

Zeitschriftenreferenz:

  1. Tuna Demircik, Christian Ecker und Matti Järvinen ua Dense and Hot QCD in Strong Coupling. KÖRPERLICHE BEWERTUNG X. DOI: 10.1103/PhysRevX.12.041012

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