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科技日?qǐng)?bào)記者?劉霞

據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家在近期于越南河內(nèi)舉行的物質(zhì)起源和星系演化國(guó)際研討會(huì)上表示，他們開展的計(jì)算機(jī)模擬顯示，兩顆中子星碰撞產(chǎn)生的引力波中可能包含以前從未見過的夸克物質(zhì)的證據(jù)。

引力波中可能包含夸克物質(zhì)存在的證據(jù)。? 圖片來源：《新科學(xué)家》網(wǎng)站

當(dāng)大質(zhì)量恒星耗盡燃料并坍塌時(shí)，會(huì)形成中子星。中子星是除黑洞外密度最大的天體。在中子星內(nèi)，無(wú)數(shù)中子緊密簇?fù)碓谝黄?，每個(gè)中子都包含3個(gè)夸克，由強(qiáng)大的核力保持在一起。目前有理論預(yù)測(cè)，當(dāng)兩顆中子星并合時(shí)，其內(nèi)的粒子會(huì)被強(qiáng)力粉碎，使夸克能離開中子的束縛，形成夸克物質(zhì)。這些并合也會(huì)導(dǎo)致時(shí)空波動(dòng)并產(chǎn)生引力波。

在最新研究中，圣母大學(xué)研究人員利用計(jì)算機(jī)模擬來研究引力波，以揭示中子星并合過程中夸克物質(zhì)的存在。他們模擬了兩顆中子星碰撞，以了解在不同溫度和密度下所產(chǎn)生的引力波的頻率。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夸克物質(zhì)形成時(shí)，引力波頻率會(huì)出現(xiàn)峰值——約3千赫茲左右。

研究人員表示，中子星之間的碰撞非常極端，無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中復(fù)制，因此研究它們很有挑戰(zhàn)性。多年來，科學(xué)家們一直在猜測(cè)中子星內(nèi)部以及它們并合時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況，但直到2017年，很多都只是假想。

2017年，美國(guó)激光干涉儀引力波天文臺(tái)（LIGO）探測(cè)到兩顆中子星并合產(chǎn)生的引力波。但圣母大學(xué)的格蘭特·馬修斯表示，參與相關(guān)研究的科學(xué)家或許只捕獲了一些頻率的波，這足以確定中子星發(fā)生了并合，但不足以確定中子星內(nèi)部的情況。一些理論認(rèn)為，中子星內(nèi)部夸克物質(zhì)的行為類似于完美的電導(dǎo)體；而另一些理論則認(rèn)為，夸克物質(zhì)變成了一種奇異的流體，能毫無(wú)阻滯地在中子星內(nèi)部運(yùn)動(dòng)。

研究團(tuán)隊(duì)的模擬解釋了其中一些場(chǎng)景，他們希望未來能將最新研究與LIGO和其他探測(cè)器即將開展的測(cè)量（將探測(cè)到更詳細(xì)的引力波頻率）進(jìn)行比較，以進(jìn)一步揭示中子星的秘密。