自 1967 年首次檢測(cè)到中子星以來(lái)，中子星一直讓科學(xué)家們著迷又困惑。中子星以其周期性的閃光和快速旋轉(zhuǎn)而聞名，是宇宙中密度最大的物體之一，其質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)，但被壓縮成球體直徑僅約20公里。這些恒星物體表現(xiàn)出一種被稱(chēng)為“故障”的奇特行為，即恒星突然加速旋轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象表明中子星可能部分是超流體。在超流體中，旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)是有許多微小的漩渦，每個(gè)漩渦都帶有一小部分角動(dòng)量。當(dāng)這些漩渦從恒星的內(nèi)殼逃逸到其固體外殼時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)故障，從而增加恒星的旋轉(zhuǎn)速度。

這項(xiàng)研究的關(guān)鍵在于“超固體”的概念——一種表現(xiàn)出晶體和超流體特性的狀態(tài)——預(yù)計(jì)它是中子星故障的必要成分。量子化漩渦在超固體內(nèi)筑巢，直到它們集體逃逸并被恒星的外殼吸收，從而加速其旋轉(zhuǎn)。最近，超固相已在超冷偶極原子實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)，為模擬中子星內(nèi)的條件提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。

因斯布魯克大學(xué)、奧地利科學(xué)院、意大利格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和格蘭薩索科學(xué)研究所的研究人員最近進(jìn)行的研究表明，超冷超固體中可能會(huì)出現(xiàn)故障，這可以作為超冷超固體內(nèi)部的多功能類(lèi)似物。中子星。這種開(kāi)創(chuàng)性的方法可以詳細(xì)探索故障機(jī)制，包括其對(duì)超固體質(zhì)量的依賴(lài)性。“我們的研究在量子力學(xué)和天體物理學(xué)之間建立了緊密的聯(lián)系，并為中子星的內(nèi)部性質(zhì)提供了新的視角”，第一作者埃琳娜·波利說(shuō)。故障為了解中子星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)提供了寶貴的見(jiàn)解。通過(guò)研究這些事件，科學(xué)家可以更多地了解極端條件下物質(zhì)的特性。

Francesca Ferlaino 強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“這項(xiàng)研究展示了一種深入了解中子星行為的新方法，并為低能地球?qū)嶒?yàn)室對(duì)恒星物體進(jìn)行量子模擬開(kāi)辟了新途徑。”

該研究已發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上，并得到了奧地利科學(xué)基金 FWF 和歐洲研究委員會(huì) ERC 等的資助。