Тайны Вселенной: раскрытие загадки «сбоев» нейтронных звезд

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

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 глаза северных оленей зимой меняют цвет с золотого на тёмно-синий: физика тапетума

Сфотографируйте северного оленя летом и посмотрите ему в глаза при вспышке — они полыхнут золотисто-бирюзовым, будто внутри спрятан отшлифованный опал. Сделайте то же самое...

Зачем над высоковольтными проводами ЛЭП натягивают ещё один провод

На высоковольтной линии легко заметить странную деталь. Основные провода висят на длинных гирляндах изоляторов по бокам опоры, а один или два более тонких провода проходят гораздо выше —...

Гигантские воронки на плотинах кажутся бездонными: куда на самом деле уходит вода?

Когда вода начинает переливаться через край такой воронки, зрелище выглядит тревожно. Поток сходится со всех сторон, ускоряется и исчезает в отверстии, под которым не видно дна. Со стороны кажется,...

Боди: самый популярный город-призрак США, застывший во временах Дикого Запада

Хотели побывать на Диком Западе? Том самом, с золотой лихорадкой, ковбоями и эпичными перестрелками, как в вестернах? В таком случае самое время брать билеты в жаркую Калифорнию, где посреди...

Сон собаки: дешёвая уловка или гениальный ход в кино и играх?

Когда восторги вокруг Clair Obscur: Expedition 33 утихли, зазвучало разочарованное: «Так это был сон собаки?» Но действительно ли подобный приём обесценивает историю или делает её только интереснее?

DeepSeek или Qwen: сравниваем две бесплатные нейросети на 7 задачах

DeepSeek и Qwen — две популярные у нас китайские нейросети. Обе бесплатные, и обе за последние месяцы серьёзно обновились. DeepSeek научился понимать картинки, а у Qwen вышла флагманская...