科學家將繼續研究極端條件下重離子和中子星的碰撞

據外媒報道,由達姆施塔特工業大學、法蘭克福大學和比勒費爾德大學聯合發起的合作研究中心Transregio項目 “極端條件下的強相互作用的物質”,自2017年7月以來一直在研究宇宙中發現的最極端的物質狀態。現在,德國研究基金會(DFG)以890萬歐元再資助這個Transregio(SFB-TRR)211項目,為期四年。

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新的研究負責人是達姆施塔特工業大學的核物理學家Guy Moore教授。他從在法蘭克福歌德大學從事研究和教學的Dirk Rischke教授手中接過這一職務。Transregio項目還加強了萊茵-美因河大學戰略聯盟(RMU)內的合作,該聯盟由法蘭克福大學、達姆施塔特工業大學和美因茨大學於2015年組成。

當正常物質被壓縮或加熱至原子核重疊並融合在一起時會發生什麼?然後物質進入一種新的狀態,其特性由 “強相互作用 “決定,即把原子核中的質子和中子結合在一起的力量。這種強相互作用還產生了質子和中子的內部構件–夸克和膠子–之間的結合,而這些基本構件最終在極端條件下主導了物質的特性。

這種突破邊界的環境影響–例如超過一萬億度的溫度和每立方厘米超過一億噸的密度,比太陽中心高出許多數量級–是在重離子對撞中實現的,目前正在紐約的相對論重離子對撞機(RHIC)、日內瓦歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC)以及不久的將來在達姆斯塔特的FAIR加速器設施進行實驗研究。此外,這樣的條件在中子星的合併過程中也很普遍,這是最強大的天體物理事件之一,在2017年首次通過測量引力波檢測到。類似的條件也發生在大爆炸后的前10微秒,因此對今天宇宙的結構和內容有影響。

因此,有足夠的理由更深入地研究強相互作用物質的理論基礎,並預測其在實驗、天體物理學和宇宙學中的行為。這是SFB-TRR 211的主要目的,該項目由24個項目負責人及其工作小組合作,共有100多名研究人員參與了13個子項目。他們在超級計算機上利用格點規範理論的工具進行大規模的數值研究,並利用分析性的嘗試來探測這種基本的相互作用,從而探索該理論的理論基礎。同時,他們應用這些理論進展對具體的實驗和天體物理現象進行預測。三所合作大學的科學家們的綜合專長在全世界都是獨一無二的。

TRR211的新發言人Guy Moore教授說:“我們很高興DFG認可我們的專業知識和過去幾年的辛勤工作,並期待着繼續我們的研究,直到2025年中期–希望在未來的第三個資助期。”

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