Тайны Вселенной: раскрытие загадки «сбоев» нейтронных звезд

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В современной научной парадигме, где грани между квантовыми и астрофизическими явлениями стираются, последние достижения в области изучения нейтронных звезд предоставляют значительный вклад в развитие фундаментальных наук. Анализ «сбоев» вращения нейтронных звезд, проявляющихся в виде внезапных изменений скорости вращения, выявил новые аспекты в понимании этих астрономических объектов.

На рисунке изображена нейтронная звезда, которая «сбоит», испуская всплеск радиоволнового излучения
На рисунке изображена нейтронная звезда, которая «сбоит», испуская всплеск радиоволнового излучения
Автор: NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA) Источник: www.space.com

Нейтронные звезды представляют собой конечный этап эволюции звезд, обладающих значительной массой. В результате гравитационного коллапса, материя в них сжимается до экстремальной плотности, формируя уникальное состояние, состоящее почти исключительно из нейтронов.

Для исследования таких удаленных и недоступных для прямого изучения объектов, ученые прибегают к методам моделирования. С помощью ультрахолодных дипольных атомов, создается аналог сверхтекучего состояния, предположительно существующего в нейтронных звездах. Это позволяет моделировать «сбои» в лабораторных условиях и подтверждает гипотезы о сверхтекучих свойствах вещества внутри нейтронных звезд.

Исследования показали, что «сбои» могут быть вызваны переносом углового момента через сверхтекучий слой внутри звезды, что аналогично поведению сверхтекучих вихрей в экспериментах с ультрахолодными атомами. Таким образом, наблюдаемые изменения в вращении нейтронных звезд получают объяснение в рамках квантовой механики.

Сотрудничество ученых из различных областей науки, таких как астрофизика и квантовая физика, приводит к новым открытиям и расширяет наше понимание законов природы. Результаты исследований демонстрируют, что принципы, управляющие поведением субатомных частиц, могут быть применимы и к крупномасштабным космическим объектам.

Что такое сверхтекучая жидкость и как она образуется?

Сверхтекучая жидкость — это особое состояние вещества, которое обладает нулевой вязкостью, то есть способностью течь без какого-либо внутреннего трения. Это означает, что сверхтекучая жидкость может течь без потери энергии и без сопротивления через узкие каналы или поры, не испытывая трения со стенками.

Сверхтекучесть возникает при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю, когда кинетическая энергия частиц настолько мала, что они начинают вести себя согласно принципам квантовой механики, а не классической физики. В таких условиях частицы (например, атомы гелия-4 или гелия-3) могут конденсироваться в одно квантовое состояние, известное как Бозе-Эйнштейновский конденсат для бозонов или куперовские пары для фермионов, что приводит к возникновению сверхтекучести.

Важным свойством сверхтекучих жидкостей является их способность вращаться, образуя квантовые вихри, каждый из которых имеет квантованный угловой момент. Эти вихри могут взаимодействовать друг с другом и с внешними границами, что приводит к различным интересным явлениям, таким как формирование устойчивых вихревых решеток.

Сверхтекучесть была впервые обнаружена в жидком гелии (гелий-4) при температуре ниже 2.17 К (-271 °C), что является точкой лямбда-перехода для этого вещества. С тех пор сверхтекучесть была изучена и в других системах, включая ультрахолодные атомные газы и нейтронные звезды, где предполагается, что сверхтекучий нейтронный материал играет ключевую роль в динамике звезды.

1 комментарий

P
Ну все, расходимся, больше вученым делать нечего…

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему в СССР так и не построили 1000-километровую железную дорогу вдоль Урала

В октябре 1950 года советские инженеры оценили строительство железной дороги вдоль восточных предгорий Урала в три миллиарда рублей. По предварительным расчётам предстояло проложить около тысячи...

Китайское поле экспериментов. Фонарик-Франкенштейн с отличной дальнобойностью. Обзор Wurkkos K1

Китайские инженеры сделали настоящего фонарного Франкенштейна, склеив в одном корпусе дальнобойный, налобный и кемпинговый фонарики. Wurkkos K1 имеет 400м дальнобойности, 600люм заливного ближнего...

Зачем на современных судах устанавливают огромные вращающиеся цилиндры

На верхней палубе балтийского парома Copenhagen стоит белый цилиндр высотой с многоэтажный дом. Во время работы его наружная оболочка вращается вокруг неподвижной опоры. Такие установки появились и...

Загрязнение микропластиком меняет цвет Тихого океана — и это уже видно из космоса

Когда речь заходит о Большом тихоокеанском мусорном пятне, обычно представляют скопления крупного плавающего пластика: бутылок, упаковок, рыболовных сетей и обломков контейнеров. Однако основная...

Вагон с пропеллерами подвесили над путями: почему поезд Бенни так и не стал обычным транспортом

На фотографии 1930 года пассажирский вагон напоминает корпус небольшого самолёта. Он находится над обычной железной дорогой, держится за верхнюю направляющую и движется с помощью воздушных винтов....

Огонь сам открывает воду: как появились автоматические пожарные спринклеры

Пожарная труба под потолком долгое время была почти бесполезна без человека. Можно было заранее провести по зданию водопровод, сделать в нём отверстия и даже держать рядом большой запас воды, но...