• Das stärkste Material im Universum könnte die wunderlich benannte „nuclear Pasta“ sein.“
• Sie finden diese Substanz in der Kruste von Neutronensternen.
• Dieses erstaunliche Material ist extrem dicht und 10 Milliarden Mal schwerer zu brechen als Stahl.

Caplan & Horowitz/arXiv

Diagramme zur Veranschaulichung der verschiedenen Arten sogenannter Kernreaktoren.Superman ist bekannt als der „Mann aus Stahl“ für seine Stärke und Unzerstörbarkeit. Aber die Entdeckung eines neuen Materials, das 10 Milliarden Mal schwerer zu brechen ist als Stahl, wirft die Frage auf — ist es Zeit für einen neuen Superhelden namens „Nuclear Pasta“? Das ist der Name der Substanz, die ein Forscherteam für das stärkste bekannte Material im Universum hält.

Im Gegensatz zu Menschen verdorren Sterne, wenn sie ein bestimmtes Alter erreichen, nicht nur und sterben, sondern explodieren und kollabieren zu einer Masse von Neuronen. Die resultierende Raumeinheit, bekannt als Neutronenstern, ist unglaublich dicht. So sehr, dass frühere Forschungen zeigten, dass die Oberfläche eines solchen Sterns erstaunlich starkes Material aufweisen würde. Die neue Forschung, an der die bisher größten Computersimulationen der Kruste eines Neutronensterns beteiligt waren, legt nahe, dass „nukleare Pasta“, das Material direkt unter der Oberfläche, tatsächlich stärker ist.Der Wettbewerb zwischen Kräften von Protonen und Neutronen innerhalb eines Neutronensterns erzeugt superdichte Formen, die wie lange Zylinder oder flache Ebenen aussehen, die als „Spaghetti“ bzw. Das ist auch, wo wir den Gesamtnamen der Nuclear Pasta bekommen.

Die Computersimulationen der Forscher benötigten vor der Fertigstellung 2 Millionen Stunden Prozessorzeit, was laut einer Pressemitteilung der McGill University „das Äquivalent von 250 Jahren auf einem Laptop mit einer einzigen guten GPU.“ Glücklicherweise hatten die Forscher Zugang zu einem Supercomputer, obwohl es noch ein paar Jahre dauerte. Die Simulationen der Wissenschaftler bestanden darin, die Kernmasse zu dehnen und zu verformen, um zu sehen, wie sie sich verhielt und was nötig wäre, um sie zu brechen.

Während sie entdecken konnten, wie stark die Kernenergie zu sein scheint, hält niemand den Atem an, dass wir bald Missionen aussenden werden, um diese Substanz abzubauen. Stattdessen hat die Entdeckung andere wichtige Anwendungen.Einer der Co-Autoren der Studie, Matthew Caplan, ein Postdoktorand an der McGill University, sagte, die Neutronensterne wären „hundert Billionen Mal dichter als alles auf der Erde.“ Zu verstehen, was sich in ihnen befindet, wäre für Astronomen wertvoll, da jetzt nur noch die äußere Schicht solcher Sterne beobachtet werden kann.“Eine Menge interessanter Physik findet hier unter extremen Bedingungen statt und so ist das Verständnis der physikalischen Eigenschaften eines Neutronensterns eine Möglichkeit für Wissenschaftler, ihre Theorien und Modelle zu testen“, fügte Caplan hinzu. „Mit diesem Ergebnis müssen viele Probleme erneut angegangen werden. Wie groß ein Berg kann man auf einem Neutronenstern bauen, bevor die Kruste bricht und zusammenbricht? Wie wird es aussehen? Und vor allem, wie können Astronomen es beobachten?“Eine weitere Möglichkeit, die es wert ist, untersucht zu werden, ist, dass Kernspin aufgrund seiner Instabilität Gravitationswellen erzeugen könnte. Es kann möglich sein, sie irgendwann hier auf der Erde mit sehr empfindlichen Geräten zu beobachten.

Zum Wissenschaftlerteam gehörten auch A. S. Schneider vom California Institute of Technology und C. J. Horowitz von der Indiana University.

Schauen Sie sich die Studie „The elasticity of nuclear nuclear“ an, die in Physical Review Letters veröffentlicht wurde.