幽靈粒子可能會(huì)在中子星碰撞中提高金產(chǎn)量

的轉(zhuǎn)變中微子在中子星合并對(duì)于塑造碰撞事件的發(fā)展方式可能至關(guān)重要。

物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)首次模擬了中微子在合并事件期間如何改變其風(fēng)味。他們的結(jié)果表明，調(diào)整這些轉(zhuǎn)換的參數(shù)和結(jié)果也會(huì)改變合并的結(jié)果，包括黃金和鉑金等重 r 工藝元素在暴力的基洛諾瓦中生產(chǎn)爆炸。

事實(shí)上，當(dāng)中微子從模擬中完全刪除了轉(zhuǎn)換，重元素產(chǎn)量降低了整整一個(gè)數(shù)量級(jí)。

相關(guān)：首次檢測(cè)到中子星合并中形成的重元素

“以前對(duì)雙中子星合并的模擬沒(méi)有包括中微子風(fēng)味的轉(zhuǎn)變，”物理學(xué)家易秋說(shuō)賓夕法尼亞州立大學(xué)。

“這部分是因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程發(fā)生在納秒的時(shí)間尺度上，很難捕捉，部分原因是，直到最近，我們還對(duì)這些轉(zhuǎn)變背后的理論物理學(xué)了解不夠，這些轉(zhuǎn)變不屬于標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)物理學(xué)。

“在我們的新模擬中，我們發(fā)現(xiàn)中微子混合和轉(zhuǎn)化的程度和位置會(huì)影響合并中噴出的物質(zhì)、合并后剩余物質(zhì)（殘余物）的結(jié)構(gòu)和組成，以及它周圍的物質(zhì)。”

命名為“幽靈粒子”，這要?dú)w功于它們質(zhì)量極低并且與其他粒子的相互作用有限，中微子有三種“風(fēng)格”，對(duì)應(yīng)于與它們相關(guān)的粒子：電子、μ 子和 tau。

量子效應(yīng)導(dǎo)致微小顆粒在傳播時(shí)在每種味道之間振蕩，它們的最終形式會(huì)影響它們與任何粒子的相互作用他們相遇了。在極端條件下，這種風(fēng)味交換可能會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

中子星碰撞當(dāng)然屬于極端，涉及宇宙中一些密度最大的物體。Qiu 及其同事模擬了中子星碰撞期間的中微子變換，調(diào)整了各種參數(shù)，包括所涉及的變換。

他們特別關(guān)注電子到μ子的中微子轉(zhuǎn)換，這是合并環(huán)境中最相關(guān)的轉(zhuǎn)換。

眾所周知，中子星碰撞是生產(chǎn)重元素的工廠。恒星核心內(nèi)部發(fā)生的聚變只能產(chǎn)生鐵含量高的元素;這R-過(guò)程，或快速中子俘獲過(guò)程，是某些其他物質(zhì)的制造方式，例如金、鈾和鍶。

“電子型中微子可以將原子的三個(gè)基本部分之一的中子轉(zhuǎn)化為另外兩個(gè)，即質(zhì)子和電子。但μ子型中微子不能做到這一點(diǎn)。因此，中微子味道的轉(zhuǎn)化可以改變系統(tǒng)中可用的中子數(shù)量，這直接影響重金屬和稀土元素的產(chǎn)生。物理學(xué)家大衛(wèi)·拉迪斯解釋道賓夕法尼亞州立大學(xué)。

“關(guān)于這些重要元素的宇宙起源，仍然存在許多揮之不去的問(wèn)題，我們發(fā)現(xiàn)，考慮中微子混合可以將元素的產(chǎn)生增加多達(dá) 10 倍?！?/p>

中微子變換也可以增加合并后的亮度引力波高達(dá) 20%;然而，還有很多未知數(shù)。例如，研究人員不確定中子星合并中的轉(zhuǎn)變究竟是如何以及何時(shí)發(fā)生的。精細(xì)的模擬可以幫助回答這些問(wèn)題。

“我們目前的理解表明它們很有可能發(fā)生，我們的模擬表明，如果它們發(fā)生，它們可能會(huì)產(chǎn)生重大影響，因此將它們納入未來(lái)的模型和分析非常重要，”邱說(shuō).

該研究已發(fā)表在物理評(píng)論快報(bào).

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