中子星中的夸克物質

2020-11-23 騰訊網

中子星內部的「細胞核」是一種不尋常的物質，由稱為夸克的亞原子粒子組成。

物理學家通過分析2017年8月中子星碰撞期間形成的引力波（符號GW170817）收集了新數據。數據顯示，中子星的核心密度非常高，以至於原子核不再存在，而是集中在夸克物質上。這是認識極端分子的一個重要轉折點。

赫爾辛基大學理論物理學家阿列克西·武裡寧說:「大約40年前，確認中子星中存在夸克核是中子星物理學的目標之一。」

中子星實際上是死亡的恆星殘骸，其質量介於太陽質量的8到30倍之間。當這些恆星變成超新星時，它們的大部分質量被拋向宇宙;核心坍塌成高密度的物體。原子中的質子和電子被壓縮成中子和中微子。中微子在宇宙中「運行」，在高壓下留下中子。這些中子相互結合，形成一顆帶有細胞核的恆星。

科學家們提出了一個理論，即在足夠大的溫度和壓力下，中子會分解成夸克，產生一種叫做夸克湯的物質。然而，很難確定中子星裡面有什麼。從2017年8月開始，GW170817的碰撞引起了天文學家的注意，因為兩顆恆星在接近時發生的變化可能會揭示更多關於它們內部結構的細節。

阿列克西·武裡寧的研究小組發現，中子星的質量至少是太陽質量的兩倍，顯示了夸克核心的特徵。所有的中子星都只包含核物質的可能性不大。然而，我們可以判斷，要有這樣的場景，需要什麼條件。簡而言之，固體核材料的維護是非常不尋常的。例如，這個環境的聲速應該跟光速差不多。

探測中子星中的夸克物質可以幫助科學家更好地了解宇宙中最年輕的階段。科學家們認為，在大爆炸的幾微秒內，宇宙充滿了等離子體夸克膠子。

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    科技日報北京6月3日電（記者劉霞）過去40年，證實中子星內部存在夸克核一直是中子星物理學最重要的目標之一。芬蘭科學家在最新一期《自然·物理學》雜誌撰文指出，他們已經找到有力證據，證明迄今最大中子星內核存在奇異的夸克物質，這一結論或。
  • 中子星內部夸克物質或被證實,將對物理學研究產生深遠影響
    中子星內部夸克物質或被證實，將對物理學研究產生深遠影響 過去40年，證實中子星內部存在夸克核一直是中子星物理學最重要的目標之一。
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    在過去的40年中，證實中子星內部存在夸克核一直是中子星物理學最重要的目標之一。我們周圍所有的普通物質都是由原子組成的。原子包括緻密的原子核和帶負電荷的電子。而原子核包括質子和中子。然而，在中子星內部，原子物質會塌縮成密度極高的核物質。在核物質中，中子和質子被緊緊地擠壓在一起。
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    研究人員結合最近的理論計算和中子星碰撞產生的引力波的測量結果，發現最大規模的中子星很可能有"夸克核"。在正常物質中，被稱為夸克的基本粒子只存在於質子和中子內部。但是，如果正常物質受到極端溫度的影響，或者以非常高的密度聚集在一起，它就會"融化"在一起，讓夸克物質在物質內部的任何地方自由地遊蕩。
  • 中子星上全是中子嗎？在中子星內部，物質可能以另一種形式存在
    恆星內部的氫核聚變使得恆星可以發光發熱，為漆黑的宇宙空間帶來點點光明，而恆星在氫核聚變的過程中會大量消耗掉星體之中的氫元素，如太陽質量一般大小的恆星每秒鐘都能夠將400萬噸以上的氫元素聚變成為氦元素，對於質量更大的恆星而言，氫元素的消耗速度就更快了。
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    恆星內部的氫核聚變使得恆星可以發光發熱，為漆黑的宇宙空間帶來點點光明，而恆星在氫核聚變的過程中會大量消耗掉星體之中的氫元素，如太陽質量一般大小的恆星每秒鐘都能夠將400萬噸以上的氫元素聚變成為氦元素，對於質量更大的恆星而言，氫元素的消耗速度就更快了。
  • 中子星核心存在大量夸克,介於黑洞和中子星之間的夸克星可能存在
    但是，在自身引力的作用下，恆星中的氫元素開始發生核聚變，產生極高的溫度和極大的壓力來抵抗引力的收縮。但是當恆星的燃料開始耗盡時，也就是恆星內部開始聚合成鐵的時候，它的外部就會向外膨脹直至爆炸，只留下一個緻密的核心。這個核心最終可能會成為白矮星、中子星或黑洞的其中一種，這取決於它的質量。
  • 挖穿中子星,你會看到什麼場景?研究表明:極端物質集結於此
    先挖開外殼到達深處中子星作為恆星的一種，在某些方面卻更像是行星，就比如擁有堅硬的外殼和稍軟的核心。要想挖穿中子星，就必須鑿開超硬的外殼。中子星的最外層異常堅固，這是因為超新星爆發時，鐵元素被剝離遺留下來受到擠壓，形成了晶體，並且這些晶體還伴隨電子的流動。
  • 經過40年的持續探索,科學家終於在中子星中發現了夸克核
    在過去的40年中，確認中子星內部存在夸克核心一直是中子星物理最重要的目標之一。圖片：Jyrki Hokkanen, CSC - IT Center for Science在過去的40年中，科學家一直在探索是否存在夸克星或者中子星內部存在夸克核心。終於，芬蘭科學家找到了有力的證據，證明了最大的中子星核心中存在奇異的夸克物質。
  • 宇宙中最危險的物質—「奇異星星」
    中子星是除了黑洞以外最緻密的物體，在它們的核心中，我們可能會發現最危險的物質的存在——「奇異物質」，一個極端得能讓宇宙改變規則的「奇異物質」，它是夸克物質的一種。質子和中子，即構成原子核的粒子，由更小的稱為夸克的粒子組成。夸克一點也不喜歡孤單，這就是我們所說的受限制。你可以嘗試將它們分開，可是你越努力，他們就越努力將自己拉回來。就算你使用大量的能量，他們也只是會用這些能量來創造新的夸克。夸克僅作為其他粒子的基礎構件存在，它們有很多種類，可是，似乎只有兩種可以產生穩定的物質：在質子和中子中發現的上夸克和下夸克。
  • 中子星內部異物質的存在現已被證實
    研究人員一直致力於研究中子星的內部，假設其內部在足夠高的熱量和密度下，中子會進一步分解成它們的組成夸克。Vuorinen和他的團隊利用了引力波信號與新的理論和粒子物理結果一起產生其誘人的計算，結果表明如果這些核心是夸克物質將更能解釋出現的事實現象。目前，中子星逐漸成為了宇宙中最「美味」的物體。
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  • 中子星,宇宙中最光滑的物體?
    中子星，是恆星演化到末期，經由引力坍縮發生超新星爆炸之後，可能成為的少數終點之一。構成物質的基本粒子是分子和原子，要達到極致平整，就不能讓任何一顆粒子凸起或下凹。科學家已經在向這一目標靠近。為了改進顯微鏡，物理學家打造出了能夠反射原子的「鏡子」——原子反射鏡。它由僅50微米厚的矽晶體製成，表面覆蓋著1~2納米厚的鉛層。整個表面起伏不超過100納米。曾獲諾獎的石墨烯更是只有單層碳原子結構，這意味著它的表面起伏只會在原子層面。
  • 宇宙中最穩定、堅固、完美物質
    ，從未檢測到單獨存在的夸克，是組成其它粒子的原材料，夸克的種類有很多，但只有兩種能形成穩定的物質（質子與中子中），即上夸克與下夸克，其它的都將很快的發生衰變。，也就是我們所說的奇異物質，因為其存在的條件過於苛刻，人類也沒有直接見過這種物質，不過根據物理推演能得出其一些物理性質，它擁有完美的密度、堅不可摧，是宇宙中最穩定的物質（物質的最完美形態，其可以穩定的存在於中子星內部就可看出）。
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    二、原子內部的巨大空間上圖是原子的量子力學模型，從原子到原子核之間是巨大的空間，甚至原子核只佔微不足道的一部分，因此在特定的條件下，物質的密度可以增加到更高，甚至達到難以想像的程度！而白矮星就是這微觀世界中密度增加道路上得第一位明星！
  • 中子星物理學研究進入黃金時代
    今年6月初，芬蘭科學家在最新一期《自然·物理學》雜誌撰文指出，他們已經找到有力證據，證明迄今最大中子星內核存在奇異的夸克物質，將籠罩在中子星頭上的「神秘面紗」又揭開了一層。張承民說：「中子星是宇宙中最緻密的天體之一，其密度之大超乎想像。地球直徑約為12756公裡，如果把地球壓縮為一顆中子星，那麼其直徑僅為44米，由此可見其密度之大。」
  • 宇宙中最危險的物質——奇異物質,像病毒一樣感染所有接觸的星體
    據目前人類所了解到的，中子星是除了黑洞之外密度最大的天體，而在中子星的內部，我們可能會找到宇宙中最危險的物質——奇異物質。這種物質突破了人類掌握的所有物理法則，被學者們認為是探索宇宙起源的關鍵，也被猜測和暗物質有關。它能夠吞噬和感染所有接觸的行星和恆星，就像是喪屍病毒，一旦被感染，就會淪為全是奇異物質的星球。
  • 結合重力波數據,天文學家相信中子星有通用夸克核心
    中子星是宇宙中最小但密度最高的恆星，其內部中子和質子緊密堆積在一起，因此恆星本體幾乎可被視為一個巨大原子核。過去科學家一直不清楚中子星內部是否坍塌成另一種更奇特的夸克物質，現在新研究通過中子星碰撞之重力波結果推論出，其內部可能擁有夸克核心（quark cores）。
  • 可以傳染的奇異物質
    中子星是除黑洞之外最緻密的天體，在中子星的核心中存在著宇宙中最危險的物質：奇異物質。中子星是由一顆質量巨大的恆星超新星爆炸之後產生的，爆炸開始時，恆星的核心在其自身引力的作用下坍縮。夸克有多種類型，但是只有其中的兩種才能穩定構成物質，組成質子和中子的是上夸克和下夸克，其他的夸克衰變得非常快，幾乎瞬間衰變成為穩定的上夸克或者下夸克。一種假設是在中子星核心，由於強大的壓力，質子和中子進一步瓦解成夸克。所有的粒子密集地擠在一起，溶解成一種液體夸克，數不清的粒子組成的一個由純夸克，組成的東西。
  • 宇宙中最危險的物質——可能像細菌一樣蠶食整個地球
    只需幾毫秒——不到一眨眼的時間——它們的外殼就會裂開，質量較小的中子星就會爆炸，變成一團血紅色的物質，而較大的恆星繼續變重。它不斷增長，變得越來越大，直到它再也不能抵抗重力。中子星搖擺不定，但最終變成黑洞。正是在這些事件中，科學家們假設一種危險的、不可預測的物質可能被拋入宇宙。它可能已經存在於地球上，存在於我們的水中，或者隱藏在北極的隕石中。