İle
Bilim insanları, nötron yıldızlarının birleşmesiyle oluşan yerçekimsel dalgaları incelemek için süper bilgisayar simülasyonlarını kullandılar ve kalan sıcaklık ile dalga frekansı arasındaki ilişkiyi ortaya çıkardılar. Bu bulgular, sıcak nükleer madde modelleri arasında ayrım yapacak gelecekteki yerçekimsel dalga dedektörleri için önemlidir. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
İkili simülasyonlar nötron yıldızı birleşmeler, gelecekteki dedektörlerin farklı sıcak nükleer madde modelleri arasında ayrım yapacağını gösteriyor.
Araştırmacılar, nötron yıldızı birleşmelerinin nasıl etkilendiğini keşfetmek için süper bilgisayar simülasyonları kullandılar. yerçekimi dalgalarıkalıntının sıcaklığı ile önemli bir ilişki bulmak. Bu çalışma, sıcak nükleer maddenin tespit edilmesi ve anlaşılmasında gelecekteki gelişmelere yardımcı olmaktadır.
Nötron Yıldızı Birleşmelerini ve Yerçekimi Dalgalarını Keşfetmek
İki nötron yıldızı birbirinin yörüngesinde dönerken, uzay-zamanda yerçekimsel dalgalar adı verilen dalgalanmalar yayarlar. Bu dalgalar, iki yıldız sonunda çarpışıp tek bir nesne halinde birleşene kadar yörüngedeki enerjiyi tüketir. Bilim insanları, nükleer madde için farklı modellerin davranışının, bu birleşmelerden sonra ortaya çıkan yerçekimsel dalgaları nasıl etkilediğini keşfetmek için süper bilgisayar simülasyonlarını kullandı. Kalıntının sıcaklığı ile bu yerçekimi dalgalarının frekansı arasında güçlü bir korelasyon buldular. Yeni nesil dedektörler bu modelleri birbirinden ayırt edebilecek.
Yukarıdan görüldüğü gibi, birleşmeden yaklaşık 5 milisaniye sonra iki farklı nötron yıldızı birleşme simülasyonunun (üst ve alt) yoğunluğunu (sağda) ve sıcaklığını (solda) karşılaştıran grafikler. Katkıda bulunanlar: Jacob Fields, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi
Nötron Yıldızları: Nükleer Madde Laboratuvarları
Bilim insanları nötron yıldızlarını, Dünya’da araştırılması imkansız olan koşullarda nükleer madde için laboratuvar olarak kullanıyor. Nötron yıldızı birleşmelerini gözlemlemek ve soğuk, aşırı yoğun maddenin nasıl davrandığını öğrenmek için mevcut yerçekimsel dalga dedektörlerini kullanıyorlar. Ancak bu dedektörler yıldızların birleşmesinden sonra sinyali ölçemezler. Bu sinyal sıcak nükleer madde hakkında bilgi içeriyor. Gelecekteki dedektörler bu sinyallere karşı daha duyarlı olacak. Farklı modelleri birbirinden ayırt edebilecekleri için bu çalışmanın sonuçları, gelecek dedektörlerin bilim adamlarının sıcak nükleer madde için daha iyi modeller oluşturmasına yardımcı olacağını gösteriyor.
Nötron Yıldızı Birleşmelerinin Detaylı Analizi
Bu araştırma, nötron yıldızı birleşmelerini simüle eden ve yıldızların güçlü çekim alanı nedeniyle uzay-zamanların bükülmesini ve yoğun maddedeki nötrino süreçlerini açıklayan bir bilgisayar kodu olan THC_M1’i kullanarak nötron yıldızı birleşmelerini inceledi. Araştırmacılar, nötron yıldızı maddesinin sıcaklığını bir derece artırmak için gereken enerji miktarını ölçen durum denklemindeki spesifik ısı kapasitesini değiştirerek birleşme üzerindeki termal etkileri test etti. Sonuçların sağlamlığını sağlamak için araştırmacılar iki çözünürlükte simülasyonlar gerçekleştirdiler. Daha yüksek çözünürlüklü çalışmaları daha yaklaşık bir nötrino tedavisiyle tekrarladılar.
Referanslar:
Jacob Fields, Aviral Prakash, Matteo Breschi, David Radice, Sebastiano Bernuzzi ve André da Silva Schneider tarafından yazılan “İkili Nötron Yıldız Birleşmelerinde Termal Etkiler”, 31 Temmuz 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ace5b2
“Düşük Üç Momentum Transferinde Nötrino-Karbon Etkileşimlerinde Nükleer Etkilerin Belirlenmesi” 17 Şubat 2016 tarihine kadar, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.071802
Finansman: Bu araştırma öncelikle Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi, Nükleer Fizik programı tarafından finanse edildi. Ulusal Bilim Vakfı ve Avrupa Birliği tarafından ek fon sağlandı.
Bu çalışmada Ulusal Enerji Araştırma Bilimsel Bilgi İşlem Merkezi, Pittsburgh Süper Hesaplama Merkezi ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi Hesaplamalı ve Veri Bilimi Enstitüsü aracılığıyla mevcut olan hesaplama kaynakları kullanıldı.