Cuando dos estrellas de neutrones chocan, no es como si pudiéramos aparecer allí con un termómetro para medir las intensas temperaturas que se generan en el corazón de la colisión.
Hay otros observables que pueden ayudarnos a calcular la temperatura de la superficie, pero ¿adentro? Eso es un poco más complicado.
Agregue a eso el hecho de que solo hemos visto colisión de una estrella de neutrones (que sabemos), no es que haya muchas oportunidades para perfeccionar las técnicas para tomar la temperatura de un doblador de defensa de estrella de neutrones.
Entonces, los científicos de la Universidad Técnica de Munich y el Centro GSI Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados en Alemania (el Colaboración HADES
Iones pesados, para ser preciso. Como resultado, algunas de las condiciones en colisiones de iones pesados, es decir, las densidades y temperaturas, son similares a las de las colisiones de estrellas de neutrones. Y justo como virtual
Esto se puede hacer usando el acelerador de iones pesados del GSI, pero hay dos problemas principales. La primera es que los fotones virtuales aparecen muy raramente. El segundo es que son muy débiles.
El primer problema es fácil de resolver, aunque consume algo de tiempo. Solo haces más colisiones.
"Tuvimos que registrar y analizar alrededor de 3 mil millones de colisiones para finalmente reconstruir 20,000 fotones virtuales medibles". dijo el físico de TUM Jürgen Friese.
El segundo problema es un poco más complicado. El equipo tuvo que diseñar una gran cámara personalizada (1,5 metros cuadrados) para detectar
Estos son demasiado débiles para ser vistos a simple vista.
"Por lo tanto, desarrollamos una técnica de reconocimiento de patrones en la que una foto de 30,000 píxeles se rastrilla en unos pocos microsegundos usando máscaras electrónicas". Friese dijo.
"Ese método se complementa con redes neuronales e inteligencia artificial".
Estos datos permitieron al equipo probar las propiedades masivas de materia extremadamente densa producido brevemente por las fuertes colisiones de iones, y descubrieron que se parece a las propiedades esperadas en la materia que se forma durante una fusión de estrellas de neutrones.
A su vez, pudieron determinar que dos estrellas de neutrones en colisión, cada una con una masa de 1,35 veces la del Sol, producirían una temperatura de 800 mil millones de grados centígrados. Esto significa que tales colisiones fusionan núcleos pesados.
Pero eso no es todo. Esta investigación proporciona información sobre la densa materia de quark (QCD importa) que llenó el Universo momentos después del Big Bang.
"Un plasma de quarks y gluones se transformó en nucleones y otros estados unidos por hadrones en el universo temprano". los investigadores escribieron en su artículo.
"Se cree que estados similares de materia, a temperaturas más bajas, todavía existen en el interior de objetos estelares compactos, como las estrellas de neutrones. La formación de dicha materia cósmica en colisiones de iones pesados proporciona acceso a estudios de la estructura microscópica de la materia QCD en la femtoscala ".
La investigación del equipo ha sido publicada en Física de la naturaleza.