Bilim insanları, ultra soğuk süper katılarla yapılan deneyler sayesinde nötron yıldızlarındaki aksaklıkları anlama konusunda önemli bir atılım gerçekleştirdi. Kuantum mekaniği ile astrofiziği birbirine bağlayan bu araştırma, nötron yıldızlarının iç dinamikleri hakkında yeni ayrıntıları ortaya çıkarıyor ve yıldız olaylarını simüle etmek için yeni yollar açıyor.
Kuantum mekaniği ile astrofiziğin birleştirilmesi, nötron yıldızı aksaklıklar.
Nötron yıldızları, 1967’de ilk tespit edilen imzadan bu yana bilim adamlarını hem büyülemiş hem de şaşırtmıştır. Periyodik ışık parlamaları ve hızlı dönüşleriyle bilinen nötron yıldızları, Güneş’inkiyle karşılaştırılabilecek bir kütleye sahip, ancak Güneş’inkine benzer bir kütleye sıkıştırılmış olarak evrendeki en yoğun nesneler arasındadır. çapı yalnızca 20 kilometre olan küre. Bu yıldız nesneleri, yıldızın dönüşünü aniden hızlandırdığı “aksaklık” olarak bilinen tuhaf bir davranış sergiliyor. Bu fenomen, nötron yıldızlarının kısmen süperakışkan olabileceğini düşündürmektedir. Bir süperakışkanda dönme, her biri açısal momentumun bir kısmını taşıyan çok sayıda küçük girdap ile karakterize edilir. Bu girdaplar yıldızın iç kabuğundan katı dış kabuğuna kaçtığında bir aksaklık meydana gelir ve böylece yıldızın dönüş hızı artar.
Çift kutuplu atomlardan oluşan ultra soğuk kuantum gazları, nötron yıldızlarının içindeki mekanizmaları simüle etmek için ideal bir platform oluşturur. Kredi bilgileri: Elena Poli
Süper Katılar ve Nötron Yıldızı Araştırması
Bu çalışmanın temel bileşeni, nötron yıldızı arızalarının gerekli bir bileşeni olduğu tahmin edilen, hem kristal hem de süperakışkan özellikler sergileyen bir durum olan “süperkatı” kavramında yatmaktadır. Nicelenmiş girdaplar, toplu olarak kaçıncaya kadar süper katının içinde yuva yapar ve sonuç olarak yıldızın dış kabuğu tarafından emilerek dönüşünü hızlandırır. Son zamanlarda, süper katı faz, ultra soğuk dipolar atomlarla yapılan deneylerde gerçekleştirilerek, bir nötron yıldızı içindeki koşulları simüle etmek için eşsiz bir fırsat sağladı.
Kuantum Mekaniği ve Astrofizikte Çığır Açan Çalışma
Innsbruck Üniversitesi ve Avusturya Bilimler Akademisi’nin yanı sıra Laboratori Nazionali del Gran Sasso ve İtalya’daki Gran Sasso Bilim Enstitüsü’ndeki araştırmacılar tarafından yapılan son çalışma, ultra soğuk süper katılarda aksaklıkların meydana gelebileceğini ve iç kısım için çok yönlü analoglar görevi gördüğünü gösteriyor. nötron yıldızları. Bu çığır açan yaklaşım, süper katının kalitesine olan bağımlılığı da dahil olmak üzere, aksaklık mekanizmasının ayrıntılı bir şekilde araştırılmasına olanak tanır. İlk yazar Elena Poli, “Araştırmamız kuantum mekaniği ile astrofizik arasında güçlü bir bağlantı kuruyor ve nötron yıldızlarının iç doğasına yeni bir bakış açısı sağlıyor” diyor. Glitches, nötron yıldızlarının iç yapısı ve dinamikleri hakkında değerli bilgiler sağlar. Bilim insanları bu olayları inceleyerek, aşırı koşullar altındaki maddenin özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinebilirler.
Francesca Ferlaino, “Bu araştırma, nötron yıldızlarının davranışlarına dair içgörü elde etmek için yeni bir yaklaşım gösteriyor ve düşük enerjili Dünya laboratuvarlarından yıldız nesnelerinin kuantum simülasyonu için yeni yollar açıyor” diye vurguluyor.
Referans: Elena Poli, Thomas Bland, Samuel JM White, Manfred J. Mark, Francesca Ferlaino, Silvia Trabucco ve Massimo Mannarelli tarafından yazılan “Dönen Süper Katılardaki Glitches”, 29 Kasım 2023, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.223401
Çalışma şu tarihte yayınlandı: Fiziksel İnceleme Mektupları ve diğerlerinin yanı sıra Avusturya Bilim Fonu FWF ve Avrupa Araştırma Konseyi ERC tarafından mali olarak desteklendi.