تشير عمليات محاكاة اندماج النجوم النيوترونية الثنائية إلى أن أجهزة الكشف المستقبلية سوف تفرق بين النماذج المختلفة للمادة النووية الحرارية. استخدم الباحثون عمليات المحاكاة الحاسوبية العملاقة لاستكشاف كيفية تأثير اندماج النجوم النيوترونية على موجات الجاذبية، واكتشاف علاقة رئيسية مع درجة حرارة البقايا. يمكن أن يساهم هذا البحث في التقدم المستقبلي في اكتشاف وفهم المادة النووية الحرارية.
عندما يدور نجمان نيوترونيان حول بعضهما البعض، يطلقان تموجات في الزمكان تسمى موجات الجاذبية. تستهلك هذه التموجات الطاقة من المدار حتى يصطدم النجمان في النهاية ويندمجان في جسم واحد. استخدم العلماء عمليات المحاكاة الحاسوبية العملاقة لاستكشاف كيفية تأثير سلوك النماذج المختلفة للمادة النووية على موجات الجاذبية المنبعثة بعد عمليات الاندماج هذه. ووجدوا علاقة قوية بين درجة حرارة البقايا وتكرار موجات الجاذبية هذه. وستكون أجهزة الكشف من الجيل التالي قادرة على التمييز بين هذه النماذج.
ويستخدم العلماء النجوم النيوترونية كمختبرات لدراسة المواد النووية في ظروف لا يمكن اكتشافها على الأرض. إنهم يستخدمون أجهزة كشف موجات الجاذبية الحالية لمراقبة اندماج النجوم النيوترونية وفهم كيفية تصرف المادة الباردة فائقة الكثافة. ومع ذلك، لا تستطيع هذه الكواشف قياس الإشارة الصادرة عن النجوم المندمجة. تحتوي هذه الإشارة على معلومات حول المادة النووية الحرارية. وستكون أجهزة الكشف المستقبلية أكثر حساسية لهذه الإشارات. ولأنهم يستطيعون أيضًا التمييز بين النماذج المختلفة، تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن أجهزة الكشف المستقبلية ستساعد العلماء على بناء نماذج أفضل للمادة النووية الحرارية.
بحثت هذه الدراسة في عمليات اندماج النجوم النيوترونية باستخدام THC_M1. THC_M1 هو كود حاسوبي يحاكي اندماج النجوم النيوترونية، مع الأخذ في الاعتبار انحناء الزمكان الناجم عن مجال الجاذبية القوي للنجم وعملية النيوترينو في المادة الكثيفة. واختبر الباحثون تأثير التأثيرات الحرارية على عمليات الاندماج من خلال تغيير السعة الحرارية النوعية في معادلة الحالة، التي تقيس الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة مادة النجم النيوتروني بدرجة واحدة. ولضمان متانة النتائج، أجرى الباحثون عمليات محاكاة بدقة وضوحين. وكرروا التجربة ذات الدقة الأعلى بمعالجة أكثر تقريبًا للنيوترينوات.
مراجع
"التأثيرات الحرارية في عمليات اندماج النجوم النيوترونية الثنائية"، بقلم جاكوب فيلدز، وأفيرال براكاش، وماتيو بريشي، وديفيد راديس، وسيباستيانو بيرنوزي، وأندريدا سيلفا شنايدر، 31 يوليو 2023، رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى:10.3847/2041-8213/ace5b2
“تحديد التأثيرات النووية في تفاعلات النيوترون والكربون أثناء نقل الزخم الثالث المنخفض”، حتى 17 فبراير 2016، “رسائل المراجعة الفيزيائية”.
دوى:10.1103/PhysRevLett.116.071802
استخدم هذا العمل موارد الحوسبة المقدمة من مركز الحوسبة العلمية لأبحاث الطاقة الوطني في ولاية بنسلفانيا، ومركز الحوسبة الفائقة في بيتسبرغ، ومعهد العلوم الحاسوبية والبيانات.
المصدر المجمع: ScitechDaily