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大型中子星内部深处存在一种奇异的物质状态
原子由三种物质组成：质子、中子和电子。电子是一种基本粒子，但质子和中子是由上下夸克组成的复合粒子。质子有两个上升和一个下降，而中子有两个下降和一个上升。
由于强作用力的奇特性质，这些夸克总是相互束缚在一起，因此它们永远不可能像电子那样成为真正的自由粒子，至少在真空的空间中是这样。但《自然通讯》上的一项新研究发现，它们可以在中子星的中心释放自己。
中子星是大恒星的残骸。它们是防止恒星核心坍缩成黑洞的最后一搏。在致密核的所有核燃料都消耗完之后，唯一能对抗重力的就是中子的量子压力。这也就是事情变得复杂的地方。
中子星的简单模型认为，它的核心充满了处于自我坍缩边缘的中子。它们可能会以巨大的能量相互碰撞，但它们仍然是中子。
它们内部的夸克被束缚得太紧，以至于中子无法分裂。但有些人认为，在这个引力边缘，中子可以放松，让它们的夸克一起流动，形成一种夸克汤。这意味着中子星可能有一个致密的夸克核。
不幸的是，我们不能在中子星上进行实验，也不能在地球上创造出中子星那样的致密核物质，但我们确实对致密核物质的行为有一些了解，通过它的状态方程。
状态方程是一种计算物质体积特性的方法，对于中子星来说，这个状态方程被称为“托尔曼-奥本海默-沃尔科夫（TOV）”方程。唯一的问题是，TOV是一个非常复杂的方程，如果你用它来计算中子星是否有夸克核，你得到的答案是 …… 也许有。
在这项新研究中，研究小组采用了不同的方法。他们没有去反复计算状态方程，而是利用中子星的质量和大小的观测数据，并应用贝叶斯统计。这种统计方法着眼于观察模式，并以一种微妙但有力的方式推断可能的情况。
在这种情况下，如果中子星有一个夸克核，那么它们的密度会比没有夸克核的中子星稍微大一些。由于小的中子星可能没有夸克核，而质量最大的中子星可能有，所以在贝叶斯分析中，质量密度关系的变化应该会出现。
研究小组发现，质量大于两个太阳的大质量中子星，有80% - 90%的可能性存在夸克核。似乎真正的问题不是夸克恒星是否存在，而是夸克恒星和普通中子星之间的过渡在哪里。
公平地说，这个分析依赖于一个相当小的数据样本。我们目前还不知道大多数中子星的质量和半径，但这将随着时间的推移而改变。有了更多的数据，我们就应该能够确定夸克物质和致密中子物质之间的临界相移。
但就目前而言，我们可以相当肯定，一些中子星比我们想象的要奇怪得多。
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快照生成时间：2024-01-05 13:45:05
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