Улучшенное моделирование корреляции вращения и плотности дает более четкое представление о нейтронных звездах
Когда звезда умирает в результате взрыва сверхновой, одним из возможных результатов является превращение ее остатков в нейтронную звезду. Внутри нейтронной звезды протоны и электроны объединяются в незаряженные нейтроны (нейтронная материя). Группа учёных из США, Китая, Турции и Германии выполнила ab initio (т.е. исходя из фундаментальных принципов) моделирование для расчета корреляций спина и плотности в нейтронной материи. Были использованы реалистичные ядерные взаимодействия при более высоких плотностях нейтронов, чем изучалось ранее. Спин и плотность — это вероятность найти нейтрон в определенном положении с определенным направлением вращения. Эти корреляции определяют как нейтрино рассеиваются и нагреваются в сверхновой с коллапсом ядра. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Фото. Нейтрино движется через газ нейтронов и чувствительно к корреляциям спина и плотности в нейтронной материи. Эти корреляции определяют, сколько энергии передается от нейтрино к нейтронам.
Для расчетов учёные представили новый алгоритм, называемый "методом оператора первого ранга", который значительно сокращает вычислительные мощности для системы нескольких частиц. Метод оператора первого ранга использует упрощение сложной математики, используемой при расчете транспорта нейтрино через плотную ядерную материю, что приводит к гораздо более эффективным вычислениям.
Теперь результаты этого исследования можно использовать в реалистичном моделировании взрывов сверхновых. Почти вся энергия, выделяющаяся при коллапсе ядра сверхновой, уносится нейтрино. Выходящий наружу поток нейтрино снабжает энергией богатую нейтронами материю сверхновой. Это увеличивает вероятность взрыва.
