科学家们通过超冷超固体实验，在了解中子星故障方面取得了重大突破。这项研究将量子力学和天体物理学联系起来，揭示了中子星内部动力学的新细节，为模拟恒星现象开辟了新途径。

自 1967 年首次探测到中子星特征以来，中子星一直令科学家们着迷和困惑。中子星以其周期性闪光和快速旋转而闻名，是宇宙中密度最大的天体之一，其质量与太阳相当，但却被压缩成一个直径仅约 20 公里的球体。这些恒星天体表现出一种被称为"突变"的奇特行为，即恒星突然加速旋转。

这种现象表明，中子星可能部分是超流体。在超流体中，旋转的特点是有无数微小的旋涡，每个旋涡都携带一部分角动量。当这些旋涡从恒星的内壳逃逸到其坚固的外壳时，就会发生故障，从而增加恒星的旋转速度。

由偶极性原子组成的超冷量子气体是模拟中子星内部机制的理想平台。资料来源：Elena Poli

这项研究的关键要素在于"超固体"的概念--一种同时表现出晶体和超流体特性的状态--据预测，它是中子星故障的必要组成部分。量子化涡旋在超固态中"筑巢"，直到它们集体逸出，并因此被恒星的外壳吸收，从而加速了恒星的旋转。最近，超固相在超冷偶极原子实验中得以实现，为模拟中子星内部条件提供了一个独特的机会。

因斯布鲁克大学和奥地利科学院以及意大利大萨索国家实验室和大萨索科学研究所的研究人员最近进行的研究表明，超冷超固体中会出现故障，可作为中子星内部的多功能模拟物。这种开创性的方法可以详细探索闪烁机制，包括它对超固体质量的依赖性。

第一作者埃莱娜-波利（Elena Poli）说："我们的研究在量子力学和天体物理学之间建立了强有力的联系，为中子星的内部本质提供了一个新的视角。突变为了解中子星的内部结构和动力学提供了宝贵的视角。通过研究这些事件，科学家们可以更多地了解极端条件下的物质特性。"

Francesca Ferlaino 强调说："这项研究展示了一种深入了解中子星行为的新方法，并为从低能地球实验室对恒星天体进行量子模拟开辟了新途径。"

这项研究发表在《物理评论快报》上，并得到了奥地利科学基金 FWF 和欧洲研究理事会 ERC 等机构的资助。

编译来源：ScitechDaily