Πώς είναι το «κολλώδες» είναι πυκνή πυρηνική ύλη;

Η πυκνή πυρηνική ύλη, που βρέθηκε στους πυρήνες των αστεριών νετρονίων και σε πειράματα σύγκρουσης βαρέων ιόντων, παρουσιάζει ενδιαφέρουσες ιδιότητες μεταφοράς, ένα από τα οποία είναι η «κολλυστικότητα» του ή το ιξώδες διάτμησης. Το ιξώδες διάτμησης ενός υγρού περιγράφει την αντίσταση του στη ροή όταν υποβάλλεται σε δυνάμεις διάτμησης. Στο πλαίσιο της πυκνής πυρηνικής ύλης, η κατανόηση του ιξώδους διάτμησης είναι ζωτικής σημασίας για την ανίχνευση των θεμελιωδών ιδιοτήτων της πυρηνικής δύναμης και της συμπεριφοράς της ύλης υπό ακραίες συνθήκες.

Το ιξώδες διάτμησης της πυκνής πυρηνικής ύλης επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της πυκνότητας του θέματος, της παρουσίας υπερπροστασιότητας των πυρήνων και της φύσης των πυρηνικών αλληλεπιδράσεων. Γενικά, η πυκνή πυρηνική ύλη προβλέπεται να έχει ένα ιξώδες χαμηλής διάτμησης, υποδεικνύοντας ότι ρέει πιο εύκολα από τα συμβατικά υγρά. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να αποδοθεί στις ισχυρές απωθητικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των νουκλεονίων και στην τάση των νουκλεονίων να κινούνται με συνεκτικό τρόπο.

Οι πειραματικές μετρήσεις του ιξώδους διάτμησης της πυκνής πυρηνικής ύλης είναι προκλητικές λόγω των ακραίων συνθηκών που απαιτούνται για τον σχηματισμό του. Μια προσέγγιση περιλαμβάνει την ανάλυση πειραμάτων σύγκρουσης βαρέων ιόντων σε σχετικιστικές ενέργειες, όπου η σύγκρουση βαρέων πυρήνων δημιουργεί μια πυρκαγιά πυρηνικής ύλης που υφίσταται ταχεία επέκταση. Μελετώντας τα χαρακτηριστικά της διευρυμένης πυρκαγιάς, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν το ιξώδες διάτμησης του θέματος που εμπλέκεται.

Οι θεωρητικοί υπολογισμοί που βασίζονται σε διάφορα μοντέλα της πυρηνικής δύναμης και των τεχνικών πολλών σωμάτων παρέχουν επίσης πληροφορίες για το ιξώδες διάτμησης της πυκνής πυρηνικής ύλης. Αυτοί οι υπολογισμοί προβλέπουν ένα εύρος τιμών, ανάλογα με το συγκεκριμένο μοντέλο και τις υποθέσεις που έγιναν. Ενώ υπάρχει κάποια συναίνεση ότι το ιξώδες διάτμησης της πυκνής πυρηνικής ύλης είναι χαμηλή, η ακριβής αξία παραμένει ένα θέμα συνεχιζόμενης έρευνας και συζήτησης.

Η μελέτη του ιξώδους διάτμησης και άλλων ιδιοτήτων μεταφοράς της πυκνής πυρηνικής ύλης είναι σημαντική για την κατανόηση της συμπεριφοράς της ύλης στα αστέρια νετρονίων και στο πρώιμο σύμπαν. Συμβάλλει επίσης στη γνώση μας για τις θεμελιώδεις δυνάμεις που διέπουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των νουκλεονίων και της δομής των ατομικών πυρήνων.