我们宇宙最大星系有时有“小故障”——我们现在可能知道为什么了——“我们在量子力学和宇宙物理学间建立了一个强链接，这为中子星内部的自然情况研究提供了新视角”
一幅插图显示一颗中子星“闪烁”，释放出一股无线电波辐射。
(图片来源: 美国宇航局戈达德太空飞行中心/克里斯·史密斯（美国宇航局）)
科学家们可能最终了解中子星“故障”的动力学，当这些密度极高的死亡恒星突然加速旋转时，会发生这种故障。看起来奇怪的行为可能是由内部物质的微小漩涡“打破”这些强烈的恒星尸体的表面造成的。
有趣的是，理解中子星行为的新突破来自一个由天体物理学家和量子物理学家组成的统一团队——他们通常研究支配亚原子世界的相互作用——研究地球上一种奇异的物质形式。
更好地了解中子星的小故障可以揭示更多关于它们的内部组成和运动，从而为科学家们提供一个了解这个天体的窗口，这个天体可以说是宇宙中最独特和奇怪的物质形式。从本质上讲，中子星几乎完全由中子组成，这就是为什么它们的密度如此之高。
“我们的研究建立了量子力学和天体物理学之间的紧密联系，并为中子星的内部性质提供了一个新的视角，”该研究的主要作者、因斯布鲁克大学研究员埃琳娜·波利在一份声明中说。
## 将中子星带入地球
中子星是大质量恒星“死亡”，其质量在太阳的一到两倍之间的恒星核心坍缩到只有12英里（20公里）宽时形成的。这绝对是一个巨大的缩减。组成中子星的富含中子的物质密度很大，仅仅是一块方糖，在地球上就有10亿吨重——大约是吉萨大金字塔重量的150倍。
这种极端的重量，再加上距离这些恒星尸体的遥远距离，意味着我们很难将中子星样本带回地球进行研究。然而，这个多学科团队通过使用超冷偶极原子形式的代理（一种磁性气体的奇异相，带负电荷的原子与带正电荷的原子长距离耦合）来数值模拟中子星，确实能够将中子星的研究“带到地球上”。
中子星的异常现象可能表明，这些天体表面之下的物质以超流体的形式存在，这种物质类似于液体，但却没有粘度——粘度是测量阻力的一种指标。流体必须改变形状或四处流动。
高粘度流体，如哈根达斯或枫糖浆，流动缓慢，甚至可以作为固体。想想，硬花生酱或玻璃。另一方面，低粘度流体的流动速度更快。但零粘度超流体是另一回事。它们以无数微小漩涡的形式旋转，所有漩涡都携带着一点系统的角动量。
这种行为的一个关键因素，因此也是中子星故障的一个重要因素，是一种同时显示晶体和超流体性质的状态——一种所谓的“超级固体”。如果中子星在自转时表现出这种行为，通常速度可达每秒数百次，那么当漩涡从恒星的内壳（超流体）中冲出，到达其固体晶体外壳时，就会发生小故障。这些远离恒星的漩涡将携带角动量，从而提高恒星外层的旋转速度。
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-神秘的辐射爆发可能来自中子星上的“星震”这种超固相是由Innsbruck大学的Francesca Ferlaino领导的Innsbruck大学的一个小组在Erbium(Er)和镝(Dy)的超固态原子中诱导的。
研究小组发现，在超冷的超固体中确实会发生故障，这与中子星所表现出的更大、更极端的故障类似。这些结果表明，确实是超流涡旋携带角动量到这些恒星的表面，使它们看起来像是假信号。
多学科团队开发的方法现在将通过更详细地调查故障机制以及它如何依赖于超固体材料的质量来进一步探索。这项研究还可以帮助开拓一种新的方法，在实验室中研究中子星等恒星残留物，用于其他目的。
Ferlaino总结说：“这项研究显示了一种新的方法来洞察中子星的行为，并为低能量地球实验室的恒星物体的量子模拟开辟了新的途径。”
研究小组的研究成果发表在11月的《物理评论快报》杂志上。
BY: Robert Lea
FY: 志愿翻译整理者何丹怀（懐）
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