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"Könnte ein Neutron kubisch sein?" - Ich dachte ...

Und dann dachte ich, was sind " Formen "?



Und dann - was ist " sein "?



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Wellenfunktion, die zwischen einer Kugel (für N = 2) und einem Würfel (für N → ∞) für N = 2, 4, 8, 12 interpoliert



Neutronensterne können Neutronen eine kubische Form geben

Wired, 16. August 2011



Schwerkraft und hohe Dichte in explodierenden Sternen können dazu führen, dass Neutronen von sphärisch zu kubisch wechseln.



Diese Idee könnte bedeuten, dass Neutronensterne (wie Forscher stellare "Leichen" nennen) dichter sind als gedacht. Es kann sich auch die Frage stellen, was sie daran hindern kann, sich in schwarze Löcher zu verwandeln und vollständig zu verschwinden.



"Wenn wir dieses Ergebnis zum Nennwert nehmen, bedeutet dies, dass Neutronenstern-Theoretiker in Schwierigkeiten sind." [Neutronensterne] sollten sich bei niedrigeren Massen in Schwarze Löcher verwandeln ", sagte der theoretische Physiker Felipe José Lanes-Estrada von der Complutense-Universität Madrid, Mitautor der Studie, veröffentlicht am 9. Augustauf der arXiv Preprint-Site.



„Aber wir sehen das nicht. Es kann zusätzliche Wechselwirkungen [zwischen Neutronen] geben, die dem Zerfall widerstehen können. Eine Interaktion, über die wir noch nicht einmal nachgedacht haben “, sagte er.



Ein Stern mit einer Masse, die 9 bis 20 Mal so groß ist wie die der Sonne, wird am Ende seines Lebens als Supernova explodieren. Mit diesem Gewicht ist der Stern nicht schwer genug, um eine kritische Überdichte zu erreichen und in ein Schwarzes Loch zu fallen. Stattdessen schrumpft sein Kern in eine Kugel mit einem Durchmesser von nicht mehr als 15 Meilen. Diese Kugel ist so dicht, dass ein Teelöffel der Substanz, aus der sie besteht, bis zu 18 Erdplaneten wiegt.



Ende letzten Jahres entdeckten Astronomen den größten Neutronenstern der Welt, J1614-22307. Die Masse dieses Sterns entsprach der Masse der Sonne, mal 1,97. Der massereichste Neutronenstern vor dieser Entdeckung hatte eine Masse von 1,67 Sonnenmassen.



Diese Entdeckung hat eine Reihe von Astrophysikern dazu veranlasst, ernsthaft nachzudenken. Die Existenz eines solchen Sterns schloss einige Modelle von Neutronensternen aus, die auf exotischen Formen von Materie beruhten, und jetzt können diese Modelle die Verzögerung des Zerfalls eines so schweren Objekts nicht erklären. Im Gegenteil, diese Entdeckung bestätigte die Richtigkeit von Modellen von Neutronensternen, die nur Neutronen und Protonen enthalten.



Als Lanes-Estrada und sein Universitätskollege Gaspar Moreno Navarro von J1614-2230 hörten , wollten sie mehr über die Prozesse in diesem Stern erfahren.



Die beiden wussten um das Modell der 1970er Jahre, das darauf hinwies, dass reine Neutronen unter unglaublichem Druck ein Kristallgitter bilden könnten (ähnlich wie Kohlenstoff Diamanten im Erdinneren bildet). Als sie ein Computermodell für diese Idee bauten, stellten sie fest, dass unter dem Druck, der sich tief in den Neutronensternen entwickelt, Neutronen von Kugeln in Würfel deformiert werden.



„Die optimale Dichte, bei der Kugeln gebildet werden (einschließlich Neutronen), beträgt etwa 74%. Unabhängig vom Standort ist immer Platz zwischen ihnen - wie bei Orangen in einer Supermarktvitrine “, sagte Lanes-Estrada. „Wenn Sie Ihre Orangen so effizient wie möglich organisieren möchten, werden einige von ihnen Falten bilden. Lege sie auf eine anderthalb Meter hohe Vitrine, und die unteren werden zerdrückt. "



Die Schwerkraft verwandelt Materieteilchen in das einfachste und rationalste Objekt. Typischerweise ist ein solches Objekt eine der Erde ähnliche Kugel. Die Partikel selbst sind jedoch nicht individuell betroffen; Die Schwerkraft ist zu schwach, um die starken Bindungen zu überwinden, die Neutronen und andere Teilchen zusammenhalten. Wenn die Schwerkraft jedoch stark genug ist, kann sie diese Verbindungen überwinden.



In den Tiefen des neu entdeckten Neutronensterns, dessen Kerndruck doppelt so hoch sein kann wie der des übrigen, kann die effektivste Form eines Neutrons ein Würfel sein. "Sie werden wie Knochen von allen Seiten abgeflacht, wobei die Druckwerte bei den Werten beginnen, die 2,5 Meilen unter der Erde liegen", sagte Lanes-Estrada.



Bisher wurde die Studie mit positiven Bewertungen aufgenommen.



Der Teilchenphysik-Experte Richard Hill von der University of Chicago stellte beispielsweise fest, dass die Forschung das Neutron als isoliertes Objekt und nicht als Aggregat behandelt.



"Dies ist eine interessante Idee, aber es ist noch nicht klar, was in der Neutronensammlung vor sich geht", sagte Hill, der nicht an der Studie beteiligt war. Aufgrund der Dichte der Neutronensterne stellte er fest, dass "die Identität einzelner Neutronen verschwimmen kann".



Lanes-Estrada bestätigte die Kritik formuliert von einem zweiten Physiker, der anonym bleiben wollte. Lanes-Estrada antwortete, dass er auch das Ziel verfolgt habe, die Grenzen der Forschung zu verschieben:



"Ich denke, es besteht eine große Unsicherheit darüber, was mit Neutronen bei sehr hohem Druck passiert", sagte er. muss weiterhin alle Möglichkeiten ausloten. "







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