Bir nötron yıldızı hangi atomdan yapılmış?

Her şeyin Atomdan yapıldığını anladım .

Bir atom, bir kimyasal elementin özelliklerine sahip olan en küçük sıradan madde bileşenidir. Her katı, sıvı, gaz ve plazma nötr veya iyonize atomlardan oluşur

Ancak Neutron Yıldızları ile ;

Bu nesneler için temel modeller, nötron yıldızlarının neredeyse tamamen subatomik parçacıklar olan nötronlardan oluştuğunu ima eder.

Bu, nötronların bir atomun dışında olabileceği ve bir Nötron yıldızının periyodik tablo üzerinde tanınabilir bir elementten oluşmadığı anlamına mı geliyor?

neutron-star

— James Wood
kaynak

Her şey atomlardan yapılmış değildir. Burada anahtar nötron yıldızlarının ilk tanımda belirtilen “sıradan maddeden” oluşmadığıdır. Çoğunlukla paketlenmiş bir sürü başka şeyi olan nötronlardan oluşan, çok farklı ve "özel" bir maddedir. Evet, nötronlar bir atomun dışında bulunabilir; özgürlerse kararsızlar; nötron yıldızı içinde kararlıdırlar. Bir nötron yıldızı, "sıradan madde" kategorisine giren herhangi bir "elementten" oluşmaz ve bu değildir. Farklı bir şey.

— Florin Andrei

@ florin-andrei Tek bir protona sahip "% 100 eksi bir nötron" nötron yıldızı hidrojen izotopu olur mu?

— Philippe Goulet

"Her şeyin atomdan oluştuğu" kavramı çocuklara yalan söyleyebilecek bir şeydir ( en.wikipedia.org/wiki/Lie-to-children ). Tanıdık olan her "şey" atomdan yapılır, ancak atomdan yapılmayan her türlü "şey" ve "şey" i isimlendiririz. Önemli bile. Bir siklotronun içinde dolanan eşyalar hangi atomdan oluşuyor? Bulut odasının izlediği şeyler mi?

— Beanluc

@PhilippeGoulet - yalnızca hidrojen atomunun tanımını anlamsız olduğu noktaya kadar uzatırsanız. Atomlar ve nötron yıldızları birbirlerinden çok farklıdır. Atomlar esasen kuantum nesnelerdir, çevrelerinde bir elektron bulutu vardır ve çoğunlukla elektromanyetizma yoluyla etkileşime girerler. Nötron yıldızları makroskopik nesnelerdir, elektron bulutu yoktur ve çoğunlukla yerçekimi ile etkileşime girer. Birine uygulanan kuralların neredeyse hiçbiri diğerine uygulanamaz.

— Florin Andrei

@Beanluc - Bu "yalan söyleme" kavramını daha önce kullandım, ancak bu ifadeden nefret ediyorum. Esasen bir fraktal evrende yaşıyoruz, çünkü belli bir seviyede görüldüğünü açıklayan herhangi bir açıklama, daha derin bir ayrıntı seviyesine daldığınızda tamamen "yanlıştır". Yine de, herhangi bir nihai ayrıntı seviyesi olduğu henüz gösterilmemiştir, öyleyse neden düşük seviyeler daha iyi? Bu, belki de hepimizin "çocukları" olduğumuzu ve her şeyin bir "yalan" olduğunu ima eder. Belki de doğru, ama çok moral bozucu.

— TED

Yanıtlar:

Evet, nötronlar atomun (veya çekirdeğin) dışında bulunabilir. Boş alanda bir nötron bir protona beta bozunacak ve elektron ve bir anti-nötrino 10 dakikalık bir zaman çizelgesinde olacaktır. Bununla birlikte, bir nötron yıldızının yoğun içlerinde, elektronlar, Fermi enerjisi denilen bir şeye kadar mümkün olan tüm enerji seviyeleri ile dejenere bir gaz oluşturur .

Elektronların Fermi enerjisi olası herhangi bir beta-bozunma elektronunun maksimum enerjisini aştığında, beta bozunması bloke edilir ve serbest nötronlar kararlı hale gelir. Bir nötron yıldızının içinde olan şey budur ve çoğunlukla elektrot ve protonların yüzde birkaçında küçük bir kesri olan nötronlarla karşılaşırsınız.

Nötron yıldızının dış kısımlarında, protonlar ve nötronlar kendilerini hala çekirdekler (atomlar değil) halinde düzenleyebilirler, ancak bu çekirdekler son derece nötron bakımından zengindir (normalde bulunmazlar) ve sadece beta bozunmasına karşı stabilize edilirler. Yukarıda tarif ettiğim işlem. Çok dış zarf tamamen iyonize edilmiş demir tepe elementi çekirdeklerinden oluşabilir ve ultra ince (birkaç cm) tanınabilir iyonize hidrojen, helyum ve karbondan oluşan bir katman olabilir (örn. Wynn & Heinke 2009 ).

Yoğunluk yaklaşık kg / m ulaştığında, nötronlar ve protonlar kendilerini "makro-çekirdek" olarak dizilmiş - uzun dizeler ve nükleer makarna olarak adlandırılan, nükleer madde tabakaları halinde organize etmek daha elverişli hale gelir. . $3 \times 10^{16}$ $^3$

Hala daha yüksek yoğunluklarda, makarna, yaklaşık yüzde 1 proton ve elektron içeren çoğunlukla nötronlardan oluşan bir çorbada çözünür.

Aşağıdaki şema ( Watanabe ve ark. 2012'den gelen ) kabaca bu katmanların nasıl düzenlendiğini göstermektedir. Bunun teorik modellemeye dayandığı, teorinin gittiğiniz nötron yıldızında daha az kesinleştiği vurgulanmalıdır. Bu fikirleri test Röntgen patlamaları, ikili sistemlerde kütle ve yarıçap tahminleri, pulsar hatalar, vs, vs., soğutma nötron yıldızının nükleer ve parçacık deneyleri, atarcaların gözlemlerini, içerir hiçbiri ayrıntılarıgözlemsel olarak anlaşmazlığın ötesinde doğrulandı, ancak aşağıdaki temel resim bildiklerimize uyuyor. Özellikle, kabuk ve n, p, e akışkan bölgeleri teoride iyi anlaşılmıştır. Nükleer makarna fazlarının detayları, iç kısımdaki süper akışkanlığın detayları ve çok merkezi bölgelerde ne olduğu gibi, çok katı bir teorik çalışmanın konusudur (katı nötron çekirdeği, ekstra hadronik fazlar, boson yoğunlaşması, kuark madde belki de devletin en yumuşak denklemlerinin nötron varlığıyla dışlandığını söylemek dışında teorik olarak zor ve gözlemsel olarak denenmemiş durumda . $2M_{\odot}$

— Rob Jeffries
kaynak

@NickEdwards Kesinlikle hayır. Dejenere nötronlar beta bozunumu elektron oluşumunu engelleyemez!

— Rob Jeffries,

Zarfın kompozisyonu nedir? Nötron yönünden zengin olmayan çekirdekler?

— Mark Foskey 18:17

Bence fizikten yeni insanlar için devasa sayıların bazılarını hayal etmeye çalışıyorum. Bu durumda, kg / m , dünyadaki bütün insanların kütlesi ile bir kübik inç sıkıştırılmış yaklaşık aynıdır

3 \times 10^{16}

$3 \times 10^{16}$

^{3}

$^3$

— bendl,

@martinargerami Bunu kısaca yapmak mümkün değildir. Nükleer ve parçacık vb soğutma nötron yıldızının deneyler, atarcaların gözlemler, X-ışını patlamalarının, kütle ve yarıçap tahminleri, hataları, vb hiçbiri içerir detaylar gözlemsel olarak tartışmasız teyit edilmiştir, ancak uyan yukarıda temel resim bildiklerimiz ve genel olarak kabul edilenler, merkezde olup bitenler. Özellikle, kabuk ve n, p, e sıvı bölgelerinin temelleri teorik olarak oldukça iyi anlaşılmıştır.

— Rob Jeffries

@bendl Bu düşünülemez - emperyal birim karışımı nedeniyle :)

— Hagen von Eitzen

Fiziksel bir cevaptan daha tarihsel / dilsel:

Democritus, maddenin sınırsız biçimde bölünemediğini, ancak bir noktada birinin "kesilmemiş" için atomos denilen en küçük parçaya ulaşacağını öne sürdü . Bildiğimiz kadarıyla tamamen haklıydı.

1930'dan önce, biz modern insanlar yanlışlıkla "atom" kelimesini daha sonra gördüklerimize, özelliklerini koruyabilen en küçük kimyasal element olarak uyguladık, çünkü hiç kimse bir tanesini bölememiş ve kimyasal süreçler sanki küçük gibi davranıyordu. bölünemez parçacıklar.

Bu tür bir "atom" bölündükten sonra, kelimeyle sıkışıp kaldık. Democritus'un bugün "atom" olarak adlandırdığı şeye "kuark veya lepton", temel ve ayrılabilir olmadığını düşündüğümüz şeyler diyoruz. Ancak gelecekteki fizikçiler bu şeyleri bölerse orada da yanılıyor olabiliriz.

Hayatımızdaki tüm sıradan şeyler - siz, ben, Dünya, eviniz, yemeğiniz, vb., 1920 anlamında kimyasal, elektriksel ve yerçekimsel olarak etkileşime giren "atomlardan" oluşur. Güneş bile atomlardan oluşuyor, ancak bu durumda bölünmez değiller çünkü kaynaşıyorlar ve farklı türlere dönüşüyorlar.

Evrendeki bazı nadir ve egzotik şeyler, nötron yıldızları gibi 1920 anlamında atomlardan yapılmamıştır. Onlar küçük bölünmez kuarklardan ve leptonlardan yapılmış olsalar da; Demokritus anlamında atomlar.

— Lee Daniel Crocker
kaynak