Desbloqueo de anomalías rotacionales de estrellas de neutrones: conocimientos de simulaciones cuánticas

Desbloqueo de anomalías rotacionales de estrellas de neutrones: conocimientos de simulaciones cuánticas

Desbloqueo de anomalías rotacionales de estrellas de neutrones: conocimientos de simulaciones cuánticas

Los gases cuánticos ultrafríos compuestos de átomos dipolares forman una plataforma ideal para el mecanismo de formación dentro de las estrellas de neutrones. Crédito: Elena Poli, Universidad de Innsbruck

Una colaboración entre físicos cuánticos y astrónomos, dirigida por Francesca Ferlino y Massimo Manarelli, ha logrado un avance significativo en la comprensión de las anomalías de las estrellas de neutrones. Pudieron simular numéricamente este misterioso fenómeno cósmico con átomos dipolares ultrafríos. Esta investigación ahora se publica carta de revisión físicaestablece un fuerte vínculo entre la mecánica cuántica y la astrofísica y allana el camino para las simulaciones cuánticas de objetos interestelares desde la Tierra.

Las estrellas de neutrones han desconcertado y desconcertado a los científicos desde que fueron descubiertas por primera vez en 1967. Conocidas por su luminosidad periódica y su rápida rotación, las estrellas de neutrones son los objetos más abundantes del universo, con una masa comparable a la del Sol pero comprimida. El círculo tiene sólo 20 km de diámetro.

Estos objetos estelares exhiben un comportamiento especial conocido como «fallo», donde la estrella acelera repentinamente su giro. Este fenómeno sugiere que las estrellas de neutrones pueden ser parcialmente superfluidas. En un superfluido, el remolino se caracteriza por muchos pequeños vórtices, cada uno de los cuales transporta una fracción del momento angular. Se produce una perturbación cuando estos vórtices escapan de la corteza interior de la estrella a su corteza exterior sólida, acelerando así la rotación de la estrella.

Un componente clave de este estudio es el concepto de «supersólido», un estado que exhibe propiedades tanto cristalinas como superfluidas, que se predice que será un componente esencial de las anomalías de las estrellas de neutrones. Los vórtices cuánticos se arremolinan en el interior del supersólido hasta que escapan en su conjunto y, en consecuencia, son absorbidos por la corteza exterior de la estrella, acelerando su rotación. Recientemente, la fase supersólida se ha realizado en experimentos con átomos dipolares ultrafríos, brindando una oportunidad única para simular las condiciones dentro de una estrella de neutrones.

Estudios realizados por investigadores de la Universidad de Innsbruck y la Academia de Ciencias de Austria, así como del Laboratorio Nacional del Gran Sasso y el Instituto de Ciencias Gran Sasso en Italia, demuestran que los supersólidos ultrafríos pueden tener defectos, como están trabajando análogos versátiles de los neutrones en su interior. en TARA Este enfoque innovador permite una exploración detallada del mecanismo de falla, incluida la dependencia de la calidad del supersólido.

«Nuestra investigación establece un fuerte vínculo entre la mecánica cuántica y la astrofísica y proporciona una nueva perspectiva sobre la naturaleza intrínseca de las estrellas de neutrones», dice la primera autora Elena Poli. Los fallos proporcionan información valiosa sobre la estructura interna y la dinámica de las estrellas de neutrones. Al estudiar estos fenómenos, los científicos aprenden más sobre las propiedades de la materia en condiciones extremas.

«Esta investigación muestra una nueva manera de conocer mejor el comportamiento de las estrellas de neutrones y abre nuevas vías para la simulación cuantitativa de objetos estelares desde laboratorios terrestres de baja energía», afirma Francesca Ferlino.

Más información:
Elena Poli et al., Defectos en supersólidos giratorios, carta de revisión física (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.223401

Proporcionado por la Universidad de Innsbruck

referencia: Desbloqueo de anomalías de rotación de estrellas de neutrones: conocimientos de simulaciones cuánticas (5 de diciembre de 2023) Obtenido el 5 de diciembre de 2023 de https://phys.org/news/2023-12-neutron-star-rotation-anomalies-insights de .html

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