Эти призрачные частицы, как оказалось, играют ключевую роль в формировании тяжёлых элементов, таких как золото и уран.
Учёные из Пенсильванского университета впервые смоделировали, как нейтрино меняют свои "виды" во время слияния нейтронных звёзд. Оказалось, что этот процесс сильно влияет на то, как происходит взрыв килоновой и какие элементы образуются.
На сайте Physical Review Letters опубликовали исследование, где говорится: если учесть превращения нейтрино в моделях, то количество тяжёлых элементов, которые формируются при взрыве, может увеличиться в 10 раз. Среди них — золото, платина и уран. Эти элементы образуются в ходе r-процесса, который происходит при быстром захвате нейтронов.
Раньше учёные не учитывали превращения нейтрино в своих симуляциях, потому что этот процесс происходит за доли секунды и был слишком сложен для изучения. Теперь же они смогли показать, что эти превращения влияют на состав вещества, которое выбрасывается в космос, а также на то, что остаётся после слияния нейтронных звёзд.
Нейтрино — это очень лёгкие частицы, которые почти не взаимодействуют с веществом. Они бывают трёх видов: электронные, мюонные и тау-нейтрино. В обычных условиях они постоянно меняют свои виды. Но при экстремальной плотности и энергии, которая возникает при столкновении нейтронных звёзд, эти превращения становятся очень важными.
Особое внимание учёные уделили тому, как электронные нейтрино превращаются в мюонные. Дело в том, что электронные нейтрино могут превращать нейтроны в протоны и электроны, а мюонные — нет. Это влияет на то, сколько свободных нейтронов остаётся для создания тяжёлых атомов.
По словам физика Дэвида Радиче, именно баланс этих превращений определяет, сколько редких металлов и тяжёлых элементов будет произведено. Учёные считают, что если учесть эти превращения в моделях, то яркость последующих гравитационных волн может увеличиться на 20%.
Однако есть ещё много вопросов, на которые пока нет ответов. Например, учёные не знают точно, где и когда происходят эти превращения при слиянии нейтронных звёзд. Для этого нужны более точные симуляции.
Физик И Цю говорит, что, хотя процесс ещё не до конца изучен, вероятность его существования очень высока. Поэтому важно учитывать эти превращения во всех будущих моделях.
Эти результаты открывают новый взгляд на то, как образуется золото и другие редкие элементы, а также помогают понять, почему гравитационные волны такие яркие и какие структуры они создают.