Neutronenwürfel: Unter Druck

Neutronenwürfel: Unter Druck
Neutronenwürfel: Unter Druck
Anonim

Obwohl es ein bisschen weit hergeholt ist, über die "Form" von Neutronen (und Elementarteilchen im Allgemeinen) zu sprechen, werden sie im Allgemeinen als sphärisch symmetrisch beschrieben. Aber unter einigen kritischen Umständen können sich Neutronen in „Würfel“verwandeln.

Neutronenwürfel: Unter Druck
Neutronenwürfel: Unter Druck

Es ist kein Geheimnis, dass Protonen und Neutronen, die die Atomkerne bilden, ziemlich dicht gepackt sind: Nur etwa 26 % des Kernvolumens bleiben unbesetzt. Eine ähnliche Dichte erreicht das entartete Neutronengas im Inneren von Neutronensternen, dessen Schwerkraft so stark ist, dass selbst Atome ihr nicht standh alten können. Elektronen „fallen“auf Protonen, und alle Materie besteht nur aus Neutronen.

Aber das ist nicht die Grenze: Laut einer aktuellen Arbeit der europäischen Physiker Felipe Llanes-Estrada und Gaspar Moreno Navarro könnte die Neutronenpackungsdichte sogar noch höher sein. Ihren Berechnungen zufolge wird die sphärische Symmetrie von Neutronen unter enormem Druck kubisch, was es ihnen ermöglicht, sich wie ein kubisches Kristallgitter mit einer Dichte von nahezu 100% zu packen.

Wenn wir darüber sprechen, ob ein solcher Übergang in der Natur möglich ist und wo genau er stattfinden kann, dann fallen mir natürlich zuerst die Zentralregionen von Neutronensternen ein. Aber dieser höllische Druck reicht vielleicht nicht aus. Tatsache ist, dass die meisten von ihnen eine Masse in der Größenordnung von 1,4 Sonnen haben, was laut Berechnungen nicht ausreicht, um den gewünschten Druck zu erreichen. Die theoretische Grenze liegt bei weniger als 2,5 Sonnenmassen. Alles, was schwerer als diese Ebene ist, wird bereits zu einem schwarzen Loch, und was mit der Materie in ihnen passiert, ist eine ganz andere Geschichte. Diese Grenzen lassen wenig Raum für das Auftreten von "kubischen Neutronen".

Es gibt jedoch geeignete Kandidaten. Der letztes Jahr im Sternbild Skorpion entdeckte Neutronenstern PSR J1614-2230 – der schwerste bekannte – hat eine Masse von etwa 1,97 Sonnenmassen. Dieser Wert ist nach den Berechnungen der Autoren durchaus geeignet für eine Änderung der Symmetrie von Neutronen zu kubisch im Inneren eines Sterns.

Um festzustellen, ob dies wirklich passiert, ist es überhaupt nicht notwendig, tief in den Stern hineinzuschauen. Eine Veränderung der "Form" von Neutronen und als Folge davon eine erhöhte Materiedichte sollte sich merklich auf ihr Verh alten auswirken, einschließlich der Rotationsgeschwindigkeit. Dies lässt im Prinzip hoffen, dass wir nach Abschätzung dieses möglichen Einflusses mit den verfügbaren Teleskopen die Parameter des größten Neutronensterns mit den berechneten vergleichen - und herausfinden, ob Neutronen „die Form eines Würfels annehmen können.”

Übrigens kann es einigen Quellen zufolge in den unendlichen Weiten des Universums Sterne geben, die sogar noch dichter als Neutronensterne sind. Lesen Sie: „Die Quark-Hypothese“.

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