Dalla Teoria delle stringhe un nuovo modello per la materia nelle collisioni tra stelle di neutroni.
Dopo che una stella massiccia brucia il suo combustibile ed esplode come supernova, può formarsi un oggetto estremamente compatto, noto come stella di neutroni. Le stelle di neutroni sono molto dense: per ottenere la densità al loro interno, bisognerebbe ridurre un grande corpo come il nostro sole alle dimensioni di una città come Francoforte.
Nel 2017, per la prima volta, è stato possibile misurare direttamente qui sulla Terra le onde gravitazionali, le piccole increspature dello spaziotempo che si producono durante la collisione di due stelle di neutroni. Tuttavia, non si conosce l’esatta composizione del prodotto della fusione, caldo e denso. Per esempio, attualmente non si sa se i quark, che normalmente sono intrappolati nei neutroni, possano emergere in forma libera dopo la collisione.
All’Asia Pacific Center for Theoretical Physics di Pohang, in Corea del Sud, il dottor Matti Järvinen, il dottor Tuna Demircik e il dottor Christian Ecker dell‘Istituto di Fisica Teorica della Goethe University di Francoforte, in Germania, hanno ora creato un nuovo modello che permette di avvicinarsi alla risposta a questa domanda. Essi combinano i modelli della fisica nucleare, che non sono applicabili alle alte densità, con un metodo utilizzato nella teoria delle stringhe per descrivere la transizione verso la materia densa e calda dei quark.
La teoria delle stringhe per creare un nuovo modello di materia
“Il nostro metodo utilizza una relazione matematica presente nella teoria delle stringhe, ovvero la corrispondenza tra buchi neri a cinque dimensioni e materia fortemente interagente, per descrivere la transizione di fase tra materia nucleare densa e materia di quark”. Spiegano i dottori Demircik e Järvinen.
“Abbiamo già utilizzato il nuovo modello nelle simulazioni al computer per calcolare il segnale delle onde gravitazionali di queste collisioni e abbiamo dimostrato che è possibile produrre materia di quark sia calda che fredda“. Aggiunge il dott. Ecker, che ha realizzato queste simulazioni in collaborazione con Samuel Tootle e Konrad Topolski del gruppo di lavoro del prof. Luciano Rezzolla della Goethe University di Francoforte.
I ricercatori sperano di poter confrontare le loro simulazioni con le future onde gravitazionali misurate dallo spazio, per ottenere ulteriori informazioni sulla materia quark nelle collisioni tra stelle di neutroni.
Invito alla lettura: VLA e ALMA studiano Giove e IO
