Кварковая материя – крайне плотная фаза материи, представленная субатомными частичками, именуемыми кварками. Она может существовать в основе нейтронных звезд. Также может создаваться в Большом адронном коллайдере CERN. Однако коллективное поведение кварков сложно скопировать.
В недавнем исследовании новые данные от нейтронных звезд помогли ученым установить жесткие ограничения на массовое поведение этой экстремальной формы материи. Для этого использовали свойство нейтронной звезды, выведенное из первого наблюдения LIGO и Virgo. Речь идет о гравитационных волнах – рябь в ткани пространства-времени, высвобожденная в процессе слияния нейтронных звезд. Это свойство описывает жестокость звезды в ответ на напряжение, вызванное гравитационным притяжением соседа. То есть, мы говорим о приливной деформации.
Чтобы описать коллективное поведение кваркового вещества, физики привыкли использовать уравнение состояния, связывающего давление вещества с другими характеристиками. Но все еще не удалось вывести уникальное уравнение состояния для кварка. Можно было получить лишь группы таких уравнений. Введя значения приливных деформаций нейтронных звезд, получилось резко уменьшить размер группы уравнений. Это гарантирует более строгие ограничения на коллективные свойства кварковой материи и ядерной при высоких плотностях.
Получив новые выводы, исследователи использовали эти пределы для формирования свойств нейтронной звезды. Таким образом, удалось установить связь между радиусом и массой. Оказывается, радиус нейтронной звезды, в 1.4 раза массивнее Солнца, должен достигать 10-14 км.