Rzut oka w głąb gwiazd neutronowych

Gwiazdy neutronowe to pozostałości po wybuchu supernowych, których materia jest tak gęsta, że atomy przekształcają do postaci swoich składników, głównie neutronów. Są tak gęste, że łyżeczka tej ultragęstej materii na Ziemi ważyłaby około sześciu miliardów ton.

Niektóre gwiazdy neutronowe posiadają także silne pola magnetyczne, które są o milion miliardów razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Nie zaskakuje fakt, że gwiazdy neutronowe są swego rodzaju wyjątkowym laboratorium dla naukowców wspieranych przez UE, którzy podjęli się testowania materii w ekstremalnych warunkach, których nie da się odtworzyć w żadnym laboratorium na Ziemi.

Celem ostatecznym projektu NSLABDM (Neutron stars as a laboratory for dense matter) było ograniczenie właściwości materii nadjądrowej w ich wnętrzu pomiarami mas gwiazd neutronowych, promieni i szybkości stygnięcia. Wyniki przynoszą wyraźne postępy w naszej obecnej wiedzy na temat materii wchodzącej w silną interakcję.

Właściwości gorącego i gęstego środowiska panującego w rdzeniach gwiazd neutronowych poddano badaniom w ramach teorii efektywnego pola.

Badacze z zespołu NSLABDM mogli zastosować dane dotyczące nieznanych mezonów uzyskane w wyniku eksperymentów zderzeniowych z udziałem jonów ciężkich, aby zdefiniować równanie stanu materii jądrowej dla gęstości aż trzykrotnie przekraczających próg nasycenia materii jądrowej. Na podstawie związku między gęstością, temperaturą i ciśnieniem naukowcy oszacowali limit dla najwyższej możliwej masy gwiazdy neutronowej.

Ponadto przy ekstremalnie wysokich ciśnieniach wewnątrz gwiazd neutronowych, neutrony łączą się w pary. Wyprodukowane pary uzyskują możliwie najniższy stan energetyczny, na jaki pozwala fizyka kwantowa, i przekształcają się w nadciecz. Badacze z zespołu NSLABDM przeanalizowali różne procesy rozpraszające, by uzyskać współczynniki transportu, które są kluczem do zrozumienia fizyki mikroskopowej gęstej materii nadcieczy.

Wszystkie uzyskane wyniki opisano w licznych publikacjach projektu NSLABDM. Wyniki badań dostarczają cennych informacji na temat interakcji cząstek elementarnych i materiału tworzącego gwiazdy neutronowe.