Quando duas estrelas de nêutrons colidem, não parece que podemos simplesmente aparecer lá com um termômetro para medir as intensas temperaturas geradas no centro da colisão.

Existem outros observáveis ​​que podem nos ajudar a calcular as temperaturas da superfície, mas por dentro? Isso é um pouco mais complicado.

Somando-se ao fato de que nós só vimos uma colisão de estrelas de nêutrons (como a conhecemos), não parece haver muitas oportunidades de aperfeiçoar técnicas para transportar a temperatura de uma corda de estrela de nêutrons.

Então, cientistas da Universidade Técnica de Munique e do GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research na Alemanha Cooperação HADES) foi criativo. Eles descobriram como simular uma coluna de estrelas de nêutrons bem aqui na Terra. E a resposta foi outro tipo de choque – partículas.

Íons pesados, para ser preciso. Acontece que algumas das condições nas colisões de iões pesados ​​- nomeadamente as densidades e temperaturas – são semelhantes às das colisões de neutrões. E, e. virtual fótons são produzidos em uma coluna de estrelas de nêutrons, eles também podem aparecer quando dois íons pesados ​​são comprimidos juntos em velocidades próximas à velocidade da luz.

Isso é possível com o acelerador de íons pesados ​​da GSI, mas há dois problemas principais. A primeira é que os fótons virtuais aparecem muito raramente. A segunda é que eles são muito fracos.

O primeiro problema pode ser facilmente resolvido se for demorado. Você acabou de fazer mais colisões.

"Tivemos que gravar e analisar cerca de 3 bilhões de colisões para finalmente reconstruir 20.000 fotos virtuais mensuráveis" disse o físico TUM Jürgen Friese.

O segundo problema é um pouco mais difícil. A equipe teve que projetar uma grande câmera personalizada – 1,5 metros quadrados – para detectar o muito fraco Radiação Cherenkov padrões gerados pelos produtos em decomposição de fótons virtuais.

Estes são muito fracos para ver.

"Por isso, desenvolvemos uma técnica de reconhecimento de modelos, na qual 30.000 imagens de pixels são fotografadas em poucos microssegundos usando máscaras eletrônicas". Friese disse.

"Esse método é complementado por redes neurais e inteligência artificial".

Esses dados permitiram à equipe avaliar as principais propriedades do matéria extremamente densa brevemente produzido pelas colisões de íons pesados ​​- e eles descobriram que ele é semelhante às propriedades esperadas na matéria que é formada durante a fusão de estrelas de nêutrons.

Por sua vez, eles perceberam que duas estrelas de nêutrons colidindo, cada uma com uma massa 1,35 vezes maior que o Sol, produziriam uma temperatura de 800 bilhões de graus Celsius. Isso significa que tais colisões fundem núcleos pesados.

Mas isso não é tudo. Esta pesquisa dá uma visão sobre a matéria densa do quark (Questão QCD) que encheu o Universo apenas momentos depois do Big Bang.

"Plasma de quarks e glúons passou para núcleons e outros estados ligados com hadrônicos no início do universo" os pesquisadores escreveram em seu artigo.

Acredita-se que estados similares de matéria, em temperaturas mais baixas, ainda existam dentro de objetos estelares compactos, como estrelas de nêutrons. A formação de tal matéria cósmica em colisões com íons pesados ​​fornece acesso a estudos sobre a estrutura microscópica da QCD. na escala femoral ".

A pesquisa da equipe foi publicada em Física da Natureza.

Esta matéria foi traduzida do portal Science Alert Pty Ltd.

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