Forskare från ITMO University förklarade hur neutronstjärnor genererar intensiv riktad radioutsläpp. De skapade en modell baserad på övergången av partiklar mellan gravitationsstater, det vill säga kvanttillstånd i ett gravitationsfält.
Neutronstjärnor är en av de mest fantastiska astronomiska objekten, eftersom de i densitet är mindre än endast svarta hål. Inuti finns inga separata atomer och kärnor. Sådan hög densitet orsakade stor tyngdkraft, vilket ledde till unika fysikaliska egenskaper, såsom riktad radioemission.
På jorden började studien av neutronstjärnor först 1967, när de började hämta periodiska signaler. Först trodde de att det var en klocka från utomjordiska civilisationer. Men snart insåg de att utsläpp av neutronstjärnor är en naturlig process och inte innehåller något meddelande. Radiovågor kommer i form av en smal stråle som "lyser" i rymden som ett fyrtårn när en stjärna roterar. Det liknar därför periodiska pulsationer.
Den mest mystiska i neutronstjärnor är den mekanism som genererar sådan riktad radioutsläpp. Mer än 50 år hittades inte svaret. Men nyligen har forskare vid ITMO University beskrivit processen. De utvecklade en teoretisk modell baserad på liknande tillstånd som observerades i elektroner av halvledar nanokristaller och gravitationsfält. Forskare undersökte hur elektroner rör sig nära ytan av en neutronstjärna. De kan inte bryta igenom det på grund av den höga densiteten av materia inuti stjärnan. Samtidigt lockas elektroner till ytan av kraftig tyngdkraft. Som ett resultat fångas partiklarna i ett tunt skikt strax ovanför stjärnans yta. Kvantmekanikens lagar anger att energin hos instängda elektroner kan ta endast diskreta värden. Om elektroner faller till ytan passerar de genom diskreta tyngdkraften, utstrålar energi i form av radiovågor.
Författarna noterade att de trots de spännande resultaten använde de välkända principerna för fysik. Namnlösa: Mekanismen för radioemission för neutronstjärnor liknar en vanlig laser. I framtiden planerar de att använda modellen för att studera gravitationstillstånd för andra massiva objekt i rymden.
