一種奇異的物質(zhì)狀態(tài)存在于大中子星的深處

原子由三樣?xùn)|西組成：質(zhì)子、中子和電子。電子是一種基本粒子，但質(zhì)子和中子是由上夸克和下夸克組成的復(fù)合粒子。質(zhì)子有兩個上升和一個下降，而中子有兩個下降和一個上升。

因為好奇心強的力量，這些夸克總是相互束縛的，所以它們永遠(yuǎn)不可能像電子一樣成為真正的自由粒子，至少在真空空間中是這樣。但一項新研究在自然通訊發(fā)現(xiàn)他們可以在中子星的心臟中解放自己。

中子星是大恒星的殘余物。它們是防止恒星核心坍縮成黑洞.致密核心的核燃料全部用完后，唯一能對抗重力的就是中子的量子壓力。這就是事情變得復(fù)雜的地方。

中子星的簡單模型認(rèn)為，它的核心充滿了中子，只是在坍縮的邊緣。它們可能以巨大的能量相互推擠，但它們?nèi)匀皇侵凶印?/p>

它們內(nèi)部的夸克被束縛得太緊，以至于中子無法分裂。但有些人認(rèn)為，在這個引力邊緣，中子可以松動，讓它們的夸克一起流動成一種夸克湯。這意味著中子星可以有一個致密夸克核。

不幸的是，我們不能在中子星上進(jìn)行實驗，也不能在地球上創(chuàng)造中子星的那種致密核物質(zhì)，但我們確實對致密核物質(zhì)如何通過其狀態(tài)方程。

狀態(tài)方程是計算材料體性質(zhì)的一種方式，對于中子星來說，這種狀態(tài)方程被稱為托爾曼-奧本海默-沃爾科夫（TOV）方程。唯一的問題是TOV是一個非常復(fù)雜的方程，如果你用它來計算中子星是否有夸克核心，你得到的答案是......或。

為這項新研究，該團(tuán)隊采取了不同的方法。他們沒有翻閱狀態(tài)計算方程，而是獲取了關(guān)于中子星質(zhì)量和大小的觀測數(shù)據(jù)，并應(yīng)用了貝葉斯統(tǒng)計。這種統(tǒng)計方法著眼于觀察模式，并以一種微妙但有力的方式推斷出可能的情況。

在這種情況下，如果中子星有夸克核心，那么它們的密度比沒有夸克核心的中子星略高。由于小中子星可能沒有夸克核心，而質(zhì)量最大的中子星可能有夸克核，因此質(zhì)量-密度關(guān)系的變化應(yīng)該出現(xiàn)在貝葉斯分析中。

該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)大質(zhì)量中子星，即質(zhì)量大于兩個太陽的中子星，有大約80-90%的可能性擁有夸克核心。似乎真正的問題不是夸克星是否存在，而是夸克星和普通中子星之間的過渡在哪里。

T公平地說，該分析依賴于相當(dāng)小的數(shù)據(jù)樣本。我們目前還不知道大多數(shù)中子星的質(zhì)量和半徑，但這會隨著時間的推移而改變。有了更多的數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該能夠確定夸克物質(zhì)和致密中子物質(zhì)之間的臨界相移。

但就目前而言，我們可以相當(dāng)肯定，一些中子星比我們想象的要奇怪得多。

本文最初由今日宇宙.讀原文.

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