Нейтронные звезды являются одними из самых плотных объектов во Вселенной. Если бы наше Солнце с его радиусом 700, 000 километров было нейтронной звездой , его масса будет сгущена в почти идеальную сферу с радиусом около 12 километров. Когда две нейтронные звезды сталкиваются и сливаются в сверхмассивную нейтронную звезду, вещество в ядре нового объекта становится невероятно горячим и плотным. Согласно физическим расчетам, эти условия могут привести к появлению таких адронов, как нейтроны и протоны, которые являются частицами, которые обычно встречаются в нашем повседневном опыте, растворяясь в их компонентах кварков и глюонов и, таким образом, образуя кварк-глюонную плазму.
В 2017 впервые было обнаружено, что сливающиеся нейтронные звезды посылают гравитационно-волновой сигнал, который можно обнаружить на Земле. Сигнал дает информацию не только о природе гравитации, но и о поведении вещества в экстремальных условиях. Когда эти гравитационные волны были впервые обнаружены в 2017, они не были зарегистрированы за пределами точки слияния.
Именно здесь начинается работа франкфуртских физиков. Они моделировали слияние нейтронных звезд и продукт слияния, чтобы исследовать условия, при которых будет происходить переход от адронов к кварк-глюонной плазме, и как это повлияет на соответствующую гравитационную волну. Результат: на определенной, поздней фазе жизни слитого объекта произошел фазовый переход в кварк-глюонную плазму, который оставил четкую и характерную сигнатуру на гравитационно-волновом сигнале.
Профессор Лучано Реццолла из Университета Гете убежден: «По сравнению с предыдущими моделями мы обнаружили новую сигнатуру в гравитационных волнах, которую значительно легче обнаружить. Если эта сигнатура возникает в Гравитационные волны, которые мы получим от будущих слияний нейтронных звезд, у нас будет четкое доказательство создания кварк-глюонной плазмы в современной Вселенной. “