과학자들은 초저온 초고체 실험을 통해 중성자별 실패를 이해하는 데 획기적인 발전을 이루었습니다. 이 연구는 양자 역학과 천체 물리학을 연결하여 중성자 별의 내부 역학에 대한 새로운 세부 정보를 밝히고 별 현상을 시뮬레이션하는 새로운 방법을 제시합니다.
중성자별은 1967년에 그 특징이 처음 발견된 이후 과학자들을 매료시키고 당황하게 했습니다. 주기적인 섬광과 빠른 회전으로 알려진 중성자별은 우주에서 가장 밀도가 높은 물체 중 하나입니다. 그들은 태양만큼 거대하지만 직경이 약 20km에 불과한 구형으로 압축됩니다. 이 별의 물체들은 별이 갑자기 자전을 가속화하는 "재앙"으로 알려진 독특한 행동을 보입니다.
이 현상은 중성자별이 부분적으로 초유체일 수 있음을 시사합니다. 초유체에서 회전은 각운동량의 일부를 전달하는 수많은 작은 소용돌이로 특징지어집니다. 이러한 소용돌이가 별의 내부 껍질에서 단단한 외부 껍질로 빠져나가면서 별의 회전 속도가 증가할 때 오작동이 발생합니다.
이번 연구의 핵심 요소는 중성자별 고장의 필수 구성 요소가 될 것으로 예상되는 결정질 특성과 초유체 특성을 모두 나타내는 상태인 "초고체" 개념에 있습니다. 양자화된 소용돌이는 초고체에 "둥지"되어 집합적으로 탈출하여 별의 외부 껍질에 흡수되어 별의 회전을 가속화합니다. 최근 초저온 쌍극자 원자 실험에서 초고체상이 실현되어 중성자별 내부 조건을 시뮬레이션할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다.
인스브루크 대학교와 오스트리아 과학 아카데미, 그란 사소 국립 연구소(Gran Sasso National Laboratory), 이탈리아 그란 사소 과학 연구소(Gran Sasso Scientific Institute)의 연구원들이 실시한 최근 연구에 따르면 중성자 별 내부의 다양한 유사체 역할을 할 수 있는 초저온 초고체에서 결함이 발생할 수 있음이 밝혀졌습니다. 이 획기적인 접근 방식을 통해 초고체 질량에 대한 의존성을 포함하여 섬광 메커니즘을 자세히 조사할 수 있습니다.
제1저자인 Elena Poli는 다음과 같이 말했습니다. "우리 연구는 양자역학과 천체물리학 사이의 강력한 연관성을 확립하여 중성자별의 내부 특성에 대한 새로운 관점을 제공합니다. 돌연변이는 중성자별의 내부 구조와 역학에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 이러한 현상을 연구함으로써 과학자들은 극한 조건에서 물질의 특성에 대해 더 많이 배울 수 있습니다."
Francesca Ferlaino는 다음과 같이 강조합니다. "이 연구는 중성자별의 행동에 대한 통찰력을 얻기 위한 새로운 접근 방식을 보여주고 저에너지 지구 실험실에서 별 물체의 양자 시뮬레이션을 위한 새로운 길을 열었습니다."
이 연구는 Physical Review Letters에 게재되었으며 오스트리아 과학 기금 FWF와 유럽 연구 위원회 ERC 등의 자금 지원을 받았습니다.
컴파일된 소스: ScitechDaily