中子星“卷土重来”：改变了对其认知！

中子星是恒星在演化末期由于引力坍缩而发生超新星爆炸后可能成为的少数端点之一。质量不足以形成黑洞的恒星在其生命终结时坍缩，这是一种介于白矮星和黑洞之间的恒星。它的密度比地球上任何物质的密度都高很多倍。

粒子加速器的新研究可能会改变我们对中子星的理解。

据报道，中子星似乎有& ldquo卷土重来& rdquo潮流。去年最重要的天体物理发现来自中子星，宇宙中大部分的金等重元素可能都是中子星提供的。但令人费解的是，中子星的大部分重要特征似乎都与& ldquo中子& rdquo没什么，但是质子可能在中子星的很多特殊现象中起到了重要作用。

科学家利用美国一台粒子加速器的实验数据，比较了电子撞击原子核时质子和中子的表现。这项核物理研究的成果意义重大，可以帮助科学家更好地了解中子星。& ldquo分析结果非常令人惊讶。& rdquoOrr ·，麻省理工学院物理学助理教授；或者母鸡说，“ldquo质子在中子星的特性中扮演的角色似乎比我们最初想象的要重要得多。& rdquo

中子星是一种密度很大的天体，质量大约是太阳的1.5到2倍，但直径只有16公里左右。科学家认为，这个天体主要由中子和少量质子组成。天文学家无法近距离研究它们，因为最近的中子星也在400光年之外，所以只能在实验室模拟。

科学家用托马斯& middot杰弗逊国家加速器中的连续电子束加速器十年来提供的数据，在实验室中创造了中子星模拟器。对撞机首先对一束电子进行加速，使电子束获得高能量，然后与原子核发生碰撞。在这项研究中，高能电子束击中氘、碳、铝、铁和铅原子核，然后比较释放的质子和中子。

研究人员对原子释放的高能质子与高能中子的比率感兴趣。奇怪的是，他们发现原子核中中子的比例越高，释放的高能质子就越多，但高能中子的数量保持不变。

这项研究的物理学本身就足够有趣。团队使用的数据往往被其他粒子物理实验忽略。然而，这些研究人员进行了深入挖掘，首次发现了独特的规律。特拉维夫大学研究生、领导这项研究的Metal & middot梅塔尔·杜尔指出，这是第一个测量和比较电子和原子核碰撞产物中高能质子和中子比例的实验。

这项研究的意义是什么？如果我们从上面的研究结果进行外推，并应用到一个几乎全部由中子组成的物体(比如中子星)上，那么这些中子可能会对中子星所含质子的比例产生重大影响，从而产生我们从地球上观察到的各种行为变化。更具体地说，高能质子可能会改变中子星的冷却速率，或者说改变中子星的直径和质量之间的关系。

& ldquo这些分析结果看起来相当可靠。& rdquo德国达姆施塔特工业大学核物理学家托马斯& middot托马斯·奥曼在回顾这项研究后指出。他同意这些信息可以帮助我们更好地了解中子星，但他也指出，这些比较目前只是推论，需要理论家进一步研究，以确定更高的质子含量会对中子星产生什么影响。接下来，该团队计划研究构成质子和中子的夸克和胶子，并分析这两种粒子是否能对他们的观测做出贡献。

这项研究的结果也将有助于其他实验，如费米实验室将要进行的沙丘中微子实验。同时也说明了粒子对撞机在我们理解宇宙的过程中扮演着重要的角色:有了粒子对撞机，物理学家可以在地球上建造一个简化版的微型中子星。& ldquo这很大程度上与理解物质尺度有关，& rdquoOrr & middot韩说:& ldquo从夸克和胶子，到质子和中子，到原子核，到我们肉眼可见的物质。& rdquo