”ბირთვული პასტა და მაკარონი”

 ა.შ.შ. მეცნიერთა (ინდიანა, ბლუმინგთონი) განცხადებით, ნეიტრონულ ვარსკვლავებში არსებული თეორიული სუბსტანცია, რომელსაც ბირთვულ პასტას უწოდებენ(nuclear pasta), ყველაზე მკვირი ნივთიერება შეიძლება იყოს სამყაროში(Science News).

 ბირთვული პასტა, დეგენერირებული გაზის ფორმაა, გაზისა, რომლის თვისებებს კვანტური ეფქტები განსაზღვრავს, მისი შემადგენელი იდენტური ნაწილაკების გამო.

დეგენერირებული გაზი

 ეს არის გაზი, რომლის თვისებებზეც  კვანტური მექანიკის ეფექტები არსებით გავლენას ახდენს, რაც მისი ნაწილაკების იდენტურობითაა გამოწვეული. ნაწილაკების იდენტურობის პრინციპის მიხედვით, ჩაკეტილ სისტემაში, ერთნაირი ნაწილეკებისთვის(ერთნაირი მასა, მუხტი, სპინი და ა.შ.) მხოლოდ ისეთი კვანტური მდგომარეობები რეალიზდება, რომლებიც ორი ნებისმიერი ნაწილაკის ადგილების შეცვლით არ იცვლება(პაულის გამორიცხვის პრინცი; ობიექტივით კვანტურ სამყაროში).

 ეს ნივთიერება, ნეიტრონული ვარსკვლავების ქერქის შიდა ნაწილში ფორმირდება, ვარსკვლავის ზედაპირსა და ქაოტურად მოძრავი კვარკებისა და ანტიკვარკებისგან შემდგარ კვარკ-გლიუონურ პლაზმას შორის. კვარკებისგან არის ”აწყობილი” პროტონები და ნეიტრონები, ხოლო გლიუონები, ბირთვული ურთიერთქმედების გადამნტანი უმასო ნაწილაკებია, რომლთაც არა მარტო გადააქვთ, თვითონაც მონაწილეობენ ძლიერ ბირთვულ ურთიერთქმედებაში, რის გამოც ე.წ. კვარკული ქრომოდინამიკა გაცილებით რთული გასაგებია, ვიდრე კვანტური ელექტროდინამიკა(მოკლედ კვანტური ქრომოდინამიკის შესახებ).

მასიური ვარსკვლავის ზეახლად აფეთქებისას, მისი ბირთვის შეკუმშვის გამო წარმოქმნილი ზეძლიერი გრავიტაცია, პროტონსა და ელექტრონს ერთმანეთში პრესავს, მათი გარდაქმნით ნეიტორნად. მასის მცირე ნაწილი ნეიტრინოს მიაქვს.

 ზემოთ ხსენებულ ფენაში არ არის ისეთი სიმკვრივე, რომელზეც კვარკ გლიუონური პლაზმა შეიძლება წარმოიქმნას, თუმცა პროტონები ურთიერთგანზიდვის(ერთნაირი მუხტის მქონე ნაწილაკები განიზიდება) ძალას ძლევენ და არასტაბილურ სტრუქტურას ქმნიან, გრძელი სპაგეტის სახით, რომელიც ნეიტრონების თხევად ფაზაშია ჩაძირული.

 კომპიუტერული მოდელირებით დადგინდა ძალის სიდიდე, რომელიც ამ ბირთვულ პასტას სპაგეტივით გაწელავს. აღმოჩნდა, რომ ეს ნივთიერება ნებისმიერ სხვა აქამდე ცნობილ ნივთიერებაზე მტკიცეა.

ასტრონომთა აზრით, შიდა ქერქი ყველაზე უცნაური უნდა იყოს. ზედა ნაწილი, ალბათ, ნეიტრონებით მდიდარი(ცისფრად) ზემძიმე ატომებისგან შემდგარი შედარებით დაბალი სიმკვრივის მესერისგან შედგება, რომელიც ნეიტრონულ სითხესა და ელექტრონულ გაზშია  ჩაძირული. კიდევ უფრო ღრმად, საფუძველში(”ქერქის მანტიაში”), ბირთვები დეფორმირდება და ან გრძელ მილებსა და ფურცლებს წარმოქმნის(”ბირთვული პასტა”), ან ბუშტულებს, რომელთაც ”ამოტრიალებული მაკარონი” უწოდეს(Nature Physics 9 396/Nature Publishing Group).

 განსხვავებული ზედაპირქვეშა სტრუქტურების არსებობის გამო, ნეიტრონული ვარსკვლავების ზედაპირზე ”მთები” შეიძლება წარმოიქმნას, რომელთა სიმაღლე მხოლოდ რამდენიმე სანტიმეტრია, უძლიერესი გრავიტაციის ზემოქმედებით. ნეიტრონული ვარსკვლავის დიამეტრი რამდენიმე კილომეტრია და 2,5 მზის მასა შეიძლება ჰქონდეს. ასე მცირე სივრცეში თავმოყრილი უზარმაზარი მასა, იძლიერესი გრავიტაციული ველის წყარო ხდება. ბირთვულ პასტამ კი უფრო მეტი სიმაღლის ამობურცულობების ფორმირება შეიძლება გამოიწვიოს, რამდენიმე ათეული სანტიმეტრის სიმაღლით. თუ ნეიტრონული ვარსკვლავი სწრაფად ბრუნავს(ხშირ შემთხვევაში, ასეც არის), ასეთი ”მთები” გრავიტაციული ტალღების წყარო გახდება, რომელთა დაფიქსირება LIGO-მ უნდა შეძლოს.

 LIGO, ლაზერულ-ინტერფერომეტრიულ გრავიტაციულ-ტალღურ ობსერვატორიას წარმოადგენს, რომლის თანამშრომლებმა 2015 წლის 14 სექტემბერს, თვით დრო-სივრცის შეშფოთებები დააფიქისრეს, რაც ორი შავი ხვრელის შერწყმით იყო გამოწვეული. გრავიტაციული ტალღების არსებობა, ფარდობითობის ზოგადი თეორიით იყო ნავარაუდევი, ხოლო მათი აღმოჩენა არა მარტო თვითონ თეორიის მართებულობის, არამედ შავი ხვრელების ნამდვილად არსებობის მტკიცებულებაც არის.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.