ヒューストン大学のClaudia Ratti教授は、中性子星とその合併の重度の衝突と天体物理学の観察と、それらを説明するために必要な理論的研究の進歩について議論します。
ビッグバンのほんの数マイクロ秒後の初期宇宙は、呼ばれる物質の段階によって浸透されましたSTAR実験による188bet 野球の探索(QGP)。通常の物質では、クォークとグルオンは、陽子や中性子など、ハドロンと呼ばれる複合オブジェクト内に「閉じ込められています」。
閉じ込めメカニズムはまだよく理解されておらず、実際にはミレニアム賞の問題の1つですが、それは距離とともに増加するランニング結合がある強力な力の特異な性質によるものであることを知っています。 。
Quark-Gluonプラズマの発見は、相対論的Heavy Ion Collider(RHIC)で4つの実験すべてによって発表されましたブルックヘブン国立研究所2005年。1RHICは、超典型的な速度で金核を加速し、互いに衝突させ、これらの衝突の余波を見ます。さらに大規模に、ジュネーブ市の下に約100mに位置し、直径約26kmの大きなハドロンコライダー(LHC)は、地球上で可能な限り高いトップ オンライン カジノで核核を衝突させるため、長寿命のQGPを作成します
図2は、温度とネットバリオン密度平面における強く相互作用する物質の位相図の漫画を示しています。
最もトップ オンライン カジノ的な衝突は、最も物質的な態度対称QGPを生成することに注意することが重要です。これは、相対論的速度に加速すると、衝突核が衝突方向に沿って契約されるようになるという事実によるものです。
QCD相図の調査により、最近、中性子星とその合併の天体物理観察 - 新しいプレーヤーが獲得されました。それらは、地上実験では到達できない大きな密度と低温に対応する位相図の右下隅を抑えるのに役立ちます。
重度の衝突における物質:最も理想的な流体
ヘビーイオンの衝突で作成された問題は、予期しない特徴を示しています。これは、これまでに観察された最も理想的な流体、つまり、エントロピー比が最小のせん断粘度を持つものです。この発見は、実験データにおける顕著な集団行動の観察から続いていました。これは、その後、相対論的粘性流体力学の観点から説明され、ほとんど無視できる粘度を伴いました。
強力な力の理論
強力な力を説明する理論は量子クロモダイナミクス(QCD)と呼ばれ、その著者は2004年にノーベル賞を受賞しました。交流する。
QCDの位相遷移の研究に関連するレジームでは、カップリングが大きすぎて理論の分析解決策を可能にすることができません。この場合の理論を解決する唯一の方法は、格子QCDと呼ばれる数値技術を使用することです。
最近の暑くて濃いQCD
理論的に位相図をマッピングすることでかなりの進歩がありましたが、このマップの大部分はまだ建設中です。同じことが状態の方程式にも当てはまります。2格子QCDシミュレーションは、QCD位相遷移が小さな密度でのクロスオーバーであることを明確に証明しました。3これは、T〜158 MEVの温度の範囲でスムーズに発生することを意味します。遷移線の形状は、温度軸を離れて有限密度まで伸びるため、第一原理からも知られています。4
基本理論のいくつかの側面をキャプチャしますが、大きな密度でシミュレートするのが簡単ないくつかの現象学的モデルは、遷移がますます大きな密度で急勾配になると予測し、最終的に一次回数回転し、潜在熱の発生とエントロピーなどのいくつかの熱力学量の不連続性。
この検索では、理論的サポートが重要です。一方では、臨界点を挿入または削除できる状態の方程式、およびその強度が増加または低下することで、流体力学的シミュレーションを介してデータへの影響をテストするのに役立ちます。5一方、臨界点に敏感な観測可能性を特定して、データにその効果を見ることができるようにすることが重要です。最も有望なものは、保存された料金の変動です。6コミュニティは、これらの予測がデータに反映されているかどうかを判断するために、変動に関する新しいRHICデータを熱心に待っています。確かに、これらの新しい実行で達成された統計の増加により、物理学者は、とらえどころのない重要なポイントの存在と場所に関する決定的な結論に有望な傾向を変えることができるはずです。
高密度体制に向かって
中性子星と合併の状態の方程式には、現在の第一原理シミュレーションの範囲外の温度と密度の範囲が必要です。このため、この場合、効果的な理論とモデルが使用されます。
謝辞
この素材は、によってサポートされる作業に基づいています国立科学財団.
参照
1:k adcoxet al(フェニックス)、Nucl。 Phys。 A 757、184(2005);et al。 (ブラームス)、Nucl。 Phys。 757、1(2005);et al。 (Phobos)、Nucl。 PhysA 757、28(2005); Jアダムスet al。 (星)、Nucl。 Phys。 757、102(2005)
2:C ratti and r Bellwied、レクト。メモphys。 981、1-216(2021);Rept。 Prog。. 81, 084301 (2018)
3:y aokiet al.,自然443, 675 (2006)
4:sボルサニーet al.,Phys。牧師レット. 125, 052001 (2020)
5:Pパロットet al.,Phys。 Rev。 C101、034901(2020);et al.,Nucl。 Phys。 A1017、122343(2022)
6:M Stephanov、Phys。牧師レット. 102, 032301 (2009)
7:J。Biddleet al。、POS Lattice2018(2019)325