Nowy projekt SONATINA 5 realizowany przez dr. Daniela Pęcaka
Sumulacja dwóch jąder atomowyc, które są zanurzone w "morzu" nadciekłych neutronów.
Projekt dr. Daniela Pęcaka SONATINA 5 finansowany przez Narodowe Centrum Nauki ma na celu poznanie własności skorupy wewnętrznej gwiazdy neutronowej. Używając symulacji na sukomputerach i najnowszych modeli astrofizycznych Grupa Teorii Jądra Atomowego wyznaczy oddziaływanie między jądrami zanurzonymi w nadciekłym płynie neutronów. Z niego bowiem wynikają makroskopowe własności, na przykład przewodnictwo cieplne odpowiadające za proces stygnięcia gwiazd neutronowych, które mogą być odniesione do danych z obserwacji astronomicznych.
Gwiazda neutronowa posiada strukturę warstwową i pod powierzchnią można wyróżnić kolejno: skorupę zewnętrzną i zewnętrzną oraz jądro. W skorupie zewnętrznej jądra atomowe tworzą sieć podobną do tej, która występuje na przykład w metalach na Ziemi, z tą różnicą, że jest miliony razy bardziej gęsta. Ciśnienie wynikające z silnej grawitacji sprawia, że w głębszych warstwach protony i elektrony zaczynają tworzyć pozbawione ładunku neutrony, które mają coraz większy udział procentowy w materii skorupy. W skorupie wewnętrznej gęstości są na tyle duże, a odległości między jądrami na tyle małe, że neutrony zaczynają „wyciekać” do przestrzeni wokół jąder atomowych. W związku z tym, ta część gwiazdy neutronowej jest zbudowana z sieci utworzonej z jąder, która to sieć oddziałuje z wszechobecnym „płynem” neutronów, które mogą poruszać się bez oporów, ponieważ wykazują nadciekłość.
Tuż przy granicy z jądrem znajduje się rejon gwiazdy neutronowej charakteryzujący się tym, że jądra atomowe bardzo silnie oddziałują ze sobą oraz z otaczającymi je neutronami. Oddziaływanie powoduje zarówno destabilizację sieci, jak i deformuje sferyczne kształty samych jąder: nowe kształty obejmują m. in. linie, płaszczyzny, a nawet mogą mieć strukturę gąbki. Duże bogactwo różnych faz zostało nazwane nuklearnym makaronem, ze względu na różnorodność struktur oraz kształtów.
Projekt dotyczy badania własności skorupy wewnętrznej, w szczególności dokładnego wyznaczenia oddziaływań między jądrami, a w związku z tym jego roli zarówno w deformacji sieci, jak i tworzeniu egzotycznej fazy nuklearnego makaronu. Będziemy korzystać z najnowszych modeli opisujących wnętrza gwiazd neutronowych oraz superkomputerów o mocy 250 petaflopów, czyli wykonujących 2,5x1018 operacji na sekundę. Z ich pomocą zostaną wykonane trójwymiarowe symulacje ukazujące jak poruszają się jądra zanurzone w materii neutronowej, dzięki czemu dowiemy się jak ze sobą oddziałują.
Tytuł projektu: Wpływ nadciekłości na dynamikę niejednorodnych struktur w gwieździe neutronowej
Budżet projektu: 542 900 PLN
