Gravitationsbølger kunne bevise eksistensen af ​​kvark-gluonplasma

Neutronstjerner er blandt de tætteste objekter i Uiverset. Hvis vores sol, med en radius på 700, 000 kilometer var en neutronstjerne, dens masse ville blive kondenseret til en næsten perfekt kugle med en radius på omkring 12 kilometer. Når to neutronstjerner kolliderer og smelter sammen til en hypermassiv neutronstjerne, sagen i kernen af ​​det nye objekt bliver utrolig varm og tæt. Ifølge fysiske beregninger, disse forhold kan resultere i hadroner såsom neutroner og protoner, som er de partikler, der normalt findes i vores daglige oplevelse, opløses i deres komponenter af kvarker og gluoner og dermed producerer et kvark-gluonplasma.

I 2017 blev det for første gang opdaget, at fusionerende neutronstjerner sender et gravitationsbølgesignal, der kan detekteres på Jorden. Signalet giver ikke kun information om tyngdekraftens art, men også om stofets adfærd under ekstreme forhold. Da disse gravitationsbølger først blev opdaget i 2017, imidlertid, de blev ikke registreret ud over sammensmeltningspunktet.

Det er her, Frankfurt -fysikernes arbejde begynder. De simulerede fusionerende neutronstjerner og fusionsproduktet for at undersøge de betingelser, hvorunder en overgang fra hadroner til et kvark-gluonplasma ville finde sted, og hvordan dette ville påvirke den tilsvarende gravitationsbølge. Resultatet:i en bestemt, sen fase af det fusionerede objekts levetid fandt en faseovergang til kvark-gluonplasma sted og efterlod en klar og karakteristisk signatur på gravitationsbølgesignalet.

Professor Luciano Rezzolla fra Goethe University er overbevist:"Sammenlignet med tidligere simuleringer, vi har opdaget en ny signatur i gravitationsbølgerne, der er betydeligt klarere at opdage. Hvis denne signatur forekommer i de gravitationsbølger, som vi vil modtage fra fremtidige neutronstjernefusioner, vi ville have et klart bevis for skabelsen af ​​kvark-gluonplasma i det nuværende univers. "