Nur eine Neutronensternkollision hat jemals stattgefunden beobachtet . Das bedeutet, dass es nur wenige Daten zu den kosmischen Phänomenen gibt. Wir haben einige Antworten auf die vielen Fragen, die sich stellen, wenn wir uns fragen, was passiert, wenn solch massive Objekte kollidieren.
Zum Glück können die Bedingungen auf der Erde dank der teilweise simuliert werden Schwerionenbeschleuniger von GSI.
VERBINDUNG: FORSCHER SAGEN JETZT, DASS SCHWARZE LÖCHER OHNE KOLLAPSIERENDE STERNE FORMEN KÖNNEN
Kollidierende Sterne, kollidierende Partikel
Wissenschaftler der Technischen Universität München und des GSI Helmholtz-Zentrums für Schwerionenforschung in Deutschland the HADES-Zusammenarbeit hat kürzlich den GSI-Schwerionenbeschleuniger verwendet, um eine Neutronenkollision hier auf der Erde zu simulieren.
As Wissenschaftswarnung Berichte, einige der Bedingungen bei Schwerionenkollisionen ähneln denen von Neutronensternkollisionen. Insbesondere die Dichten und Temperaturen ähneln dem enormen Einfluss zweier Neutronensterne.
Auf die gleiche Weise werden virtuelle Photonen in erzeugt Neutronensternkollisionen Diese Partikel können auch auftreten, wenn zwei schwere Ionen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit kollidieren.
Virtuelle Photonen erscheinen jedoch sehr selten und sind ziemlich schwach.
"Wir mussten ungefähr 3 Milliarden Kollisionen aufzeichnen und analysieren, um schließlich 20.000 messbare virtuelle Photonen zu rekonstruieren." sagte TUM-Physiker Jürgen Friese in a Pressemitteilung .
Erkennung von Cherenkov-Strahlung
Um die schwachen Partikel zu erkennen, hat das Team eine große benutzerdefinierte Kamera entwickelt - 1,5 Quadratmeter - die erkennen kann. der Ohnmächtige Cherenkov-Strahlung Muster, die durch die Zerfallsprodukte virtueller Photonen erzeugt werden.
"Leider ist das von den virtuellen Photonen emittierte Licht extrem schwach. Der Trick in unserem Experiment bestand also darin, die Lichtmuster zu finden", sagte Friese.
"Sie konnten nie mit bloßem Auge gesehen werden. Wir haben daher eine Mustererkennungstechnik entwickelt, bei der ein Foto mit 30.000 Pixeln mithilfe elektronischer Masken in wenigen Mikrosekunden gerastert wird. Diese Methode wird durch neuronale Netze und künstliche Intelligenz ergänzt."
Durch ihre Forschung stellte das Team fest, dass zwei kollidierende Neutronensterne mit jeweils einer Masse 1,35 mal größer als die Sonne würde Temperaturen von emittieren 800 Milliarden Grad Celsius . Solche Kollisionen verschmelzen daher schwere Kerne.
Einblicke in das frühe Universum
Nicht nur das, das Experiment bietet Einblicke in die Quark-Materie QCD-Materie, die kurz nach dem Urknall im Universum vorherrschte.
"Ein Plasma aus Quarks und Gluonen ging im frühen Universum in Nukleonen und andere hadronisch gebundene Zustände über" erklären die Forscher in ihrem Papier .
"Es wird angenommen, dass ähnliche Zustände der Materie bei niedrigeren Temperaturen noch im Inneren kompakter Sternobjekte wie Neutronensterne existieren. Die Bildung solcher kosmischer Materie bei Schwerionenkollisionen bietet Zugang zu Untersuchungen der mikroskopischen Struktur vonQCD-Materie auf der Femtoskala. "
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturphysik .