Een simulatie van botsende neutron starsGraphic: C. Breu, L. Rezzolla
Wetenschappers zijn dromen manieren om de sonde de aard van het Universum de kleinste bits—quarks—door het observeren van ultra-dichte neutronensterren dichtslaande in elkaar.
Deeltje botsers in Zwitserland en op Long Island, New York, hebben elk bewijs gezien van een hele nieuwe vorm van materie in die quarks, eerder dan atomen, zijn de basis-unit. Maar wetenschappers denken dat de neutronenster botsingen moet ook het produceren van dit soort van materie en denken dat ze misschien in staat zijn om ter plaatse het gebruik van gravitatiegolven detectoren.
“We willen een onafhankelijke manier te zien quark uit,” Veronica Dexheimer, assistent-professor in de fysica aan de Kent State University, vertelde Gizmodo.
De materie is meestal samengesteld uit atomen, die op hun beurt gemaakt van elektronen, protonen en neutronen; die protonen en neutronen zijn gemaakt van quarks. Maar bij voldoende hoge energie en de druk, de zaak gaat door een fase-overgang in quark uit of quark-gluon plasma, waarin de samenstellende delen van protonen en neutronen—en quarks zijn niet langer beperkt tot atomen en het kleinste deel van de materie.
Meestal wetenschappers maken quark uit in botsers door dichtslaande atomen samen bij hoge energieën. Maar je zou denken dat de ongelooflijke energie van de botsende neutronensterren—stellaire lichamen zo massief als de Zon, maar slechts een paar mijl over zou maken van dit soort materie ook.
Wetenschappers aangekondigd dat de eerste geregistreerde aanleg van twee neutronensterren slaande samen in augustus 2017, een gebeurtenis meegemaakt via de rimpelingen in de ruimtetijd, de zogenaamde gravitationele golven, die ze geproduceerd. Twee nieuwe papieren deze week gepubliceerd in Physical Review Letters gebruik van computer-simulaties voorspellen twee mogelijke manieren om te observeren quark kwestie die tijdens neutronenster botsingen, gebaseerd op hoe het invloed van de gravitatie golf-signaal.
Een paper van onderzoekers in Duitsland, evenals Dexheimer, stelt dat de botsende neutronensterren zou een anders gevormd gravitatiegolven signaal met een verschillende fase na de neutronensterren samenvoegen anders dan theorie voorspelt. Dit zou het gevolg zijn van quark vormen van materie enigszins geleidelijk gedurende de aanrijding voordat het hele systeem instort tot een zwart gat.
Een ander papier uit een internationaal team van onderzoekers blijkt dat de aanrijding onmiddellijk vormen van een kern van quark uit in het centrum. Dit zou leiden tot de gravitatiegolven te oscilleren met een hoger-dan-verwachte frequenties na de fusie.
Ik vroeg aan een auteur uit elk papier wat ze dacht van de ander onderzoek, en zowel in wezen voelde dat zij vertegenwoordigden twee andere, compatibele manieren om te zoeken naar een vergelijkbaar verschijnsel.
Beide onderzoeksteams hebben dezelfde eisen om hun waarnemingen—die zij nodig hebben-upgrades in de gravitatiegolf observatoria, zoals de VS op basis van de LIGO-en het Europa-gebaseerd Maagd. “In principe moeten we een hogere gevoeligheid van de detectoren bij hoge frequenties, en we hebben een bijzonder evenement,” aldus Andreas Bauswein, fysicus aan de GSI Helmholtz Centrum voor Zware Ionen Onderzoek in Darmstadt, Duitsland. Deze gebeurtenissen zouden moeten worden als, als niet dichter dan, de augustus 2017 gebeurtenis, die plaatsvond 40 megaparsec (130 miljoen lichtjaar) van de Aarde.
Nu hebben wetenschappers daadwerkelijk waargenomen in de gravitatie golven van botsende zwarte gaten en neutronensterren, de spanning ligt in wat deze golven kunnen ons vertellen over de aard van onze vreemde Universum.
Deel Dit Verhaal