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Hinweise auf die Existenz exotischer Quark-Materie gefunden

03.06.2020

Ein Forschungsteam der Universität Helsinki hat überzeugende Beweise für das Vorhandensein exotischer Quark-Materie in den Kernen der größten existierenden Neutronensterne gefunden. Die Schlussfolgerung wurde durch die Kombination neuester Ergebnisse aus der theoretischen Teilchen- und Kernphysik mit Messungen von Gravitationswellen aus Neutronensternkollisionen gezogen.

Alle normale Materie um uns herum besteht aus Atomen, deren dichte Kerne, bestehend aus Protonen und Neutronen, von negativ geladenen Elektronen umgeben sind. Es ist jedoch bekannt, dass im Inneren der sogenannten Neutronensterne atomare Materie zu extrem dichter Kernmaterie zusammenfällt, in der Neutronen und Protonen so dicht gepackt sind, dass der gesamte Stern als ein riesiger Kern betrachtet werden kann.

Bisher war nicht klar, ob sich in den Kernen der massereichsten Neutronensterne Kernmaterie befindet und ob sie in einen exotischeren Zustand namens Quark-Materie übergeht, in dem die Kerne selbst nicht mehr existieren.

Selbst wenn groß angelegte Simulationen auf Supercomputern durchgeführt werden, die das Schicksal der Kernmaterie in Neutronensternen nicht bestimmen können, hat ein finnisches Forscherteam einen neuen Ansatz für das Problem entwickelt. Sie erkannten, dass es durch die Kombination der neuesten Ergebnisse der theoretischen Teilchen- und Kernphysik mit astrophysikalischen Messungen möglich wäre, die Eigenschaften und die Identität der Materie im Inneren von Neutronensternen zu bestimmen.

Der Studie zufolge hat die in den Kernen der massereichsten stabilen Neutronensterne gefundene Materie eine viel größere Ähnlichkeit mit Quark-Materie als mit gewöhnlicher Kernmaterie. Berechnungen zeigen, dass bei diesen Sternen der Durchmesser des als Quarkmaterie identifizierten Kerns die Hälfte des Durchmessers des gesamten Neutronensterns überschreiten kann. Die Forscher sagen jedoch, dass es noch viele Unsicherheiten bezüglich der genauen Struktur von Neutronensternen gibt.

Ein Schlüsselfaktor hinter den neuen Entdeckungen waren zwei aktuelle Ergebnisse in der beobachtenden Astrophysik: die Messung von Gravitationswellen von Neutronensternverschmelzungen und die Entdeckung sehr massereicher Neutronensterne mit Massen, die fast doppelt so groß sind wie die der Sonne.

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Die Bedrohung des Erdmagnetfeldes durch Weltraummüll 01.05.2024

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Verfestigung von Schüttgütern 30.04.2024

In der Welt der Wissenschaft gibt es viele Geheimnisse, und eines davon ist das seltsame Verhalten von Schüttgütern. Sie verhalten sich möglicherweise wie ein Feststoff, verwandeln sich aber plötzlich in eine fließende Flüssigkeit. Dieses Phänomen hat die Aufmerksamkeit vieler Forscher auf sich gezogen, und wir könnten der Lösung dieses Rätsels endlich näher kommen. Stellen Sie sich Sand in einer Sanduhr vor. Normalerweise fließt es frei, aber in manchen Fällen bleiben seine Partikel stecken und verwandeln sich von einer Flüssigkeit in einen Feststoff. Dieser Übergang hat wichtige Auswirkungen auf viele Bereiche, von der Arzneimittelproduktion bis zum Bauwesen. Forscher aus den USA haben versucht, dieses Phänomen zu beschreiben und seinem Verständnis näher zu kommen. In der Studie führten die Wissenschaftler Simulationen im Labor mit Daten aus Beuteln mit Polystyrolkügelchen durch. Sie fanden heraus, dass die Schwingungen innerhalb dieser Sätze bestimmte Frequenzen hatten, was bedeutete, dass sich nur bestimmte Arten von Schwingungen durch das Material ausbreiten konnten. Erhalten ... >>

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