由偶極原子構成的超冷量子氣體形成了模擬中子星內部機制的理想平臺 。鳴謝:伊蓮娜·里坡，因斯布魯克大學
據因斯布魯克大學（克里斯蒂安·弗拉茨）：由Francesca Ferlaino和Massimo Mannarelli領導的量子物理學家和天體物理學家之間的合作，在理解中子星故障方面取得了重大突破 。他們能夠用超冷偶極原子數值模擬這種神秘的宇宙現象 。這項研究現在發表在《物理評論快報》上 ， 它在量子力學和天體物理學之間建立了強有力的聯系 ， 為從地球上對恒星物體進行量子模擬鋪平了道路 。
自從1967年首次探測到中子星信號以來，中子星就一直讓科學家們著迷和困惑 。中子星以其周期性閃光和快速旋轉而聞名 ， 是宇宙中密度最大的物體之一，質量與太陽相當，但被壓縮成直徑僅約20公里的球體 。
這些恒星物體表現出一種被稱為“毛刺”的特殊行為，即恒星突然加速旋轉 。這一現象表明中子星可能部分是超流體 。在超流體中，旋轉的特點是有許多微小的漩渦，每個漩渦都帶有一小部分角動量 。當這些漩渦從恒星的內部地殼逃逸到其堅固的外部地殼時，就會出現故障，從而增加恒星的旋轉速度 。
這項研究的關鍵因素在于“超固體”的概念——一種同時表現出晶體和超流體性質的狀態——這被預測為中子星故障的必要成分 。量子化的漩渦嵌套在超固體中，直到它們集體逃逸，并因此被恒星的外殼吸收，加速其旋轉 。最近 ， 在超冷偶極原子的實驗中實現了超固態相，這為模擬中子星內的條件提供了獨特的機會 。
由因斯布魯克大學和奧地利科學院以及意大利Gran Sasso國家實驗室和Gran Sasso科學研究所的研究人員進行的這項研究表明，在超冷的超固體中可能會出現故障，這種超固體是中子星內部的多功能類似物 。這種突破性的方法允許對毛刺機制進行詳細的探索，包括它對超固體質量的依賴 。
“我們的研究在量子力學和天體物理學之間建立了強有力的聯系，并為中子星的內部性質提供了一個新的視角 ， ”第一作者埃琳娜·里坡說 。小故障為中子星的內部結構和動力學提供了有價值的見解 。通過研究這些事件，科學家可以更多地了解物質在極端條件下的特性 。
“這項研究展示了一種獲得中子星行為洞察力的新方法 ， 并為低能地球實驗室的恒星物體量子模擬開辟了新途徑 ， ”Francesca Ferlaino說 。

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