Por que 'massa nuclear' é o material mais forte do universo

Por meio de simulações computacionais intensivas em computador, os pesquisadores descobriram que 'massa nuclear', encontrada nas crostas de estrelas de nêutrons, é o material mais forte do universo.

Por queDisco de acreção ao redor de uma estrela de nêutrons. Crédito: NASA
  • O material mais forte do universo pode ser o caprichosamente denominado 'massa nuclear'.
  • Você pode encontrar essa substância na crosta das estrelas de nêutrons.
  • Este material incrível é superdenso e 10 bilhões de vezes mais difícil de quebrar do que o aço.

Superman é conhecido como o 'Homem de Aço' por sua força e indestrutibilidade. Mas a descoberta de um novo material que é 10 bilhões de vezes mais difícil de quebrar do que o aço levanta a questão - é hora de um novo super-herói conhecido como 'Massa Nuclear'? Esse é o nome da substância que uma equipe de pesquisadores acredita ser o material mais forte conhecido no universo.



Ao contrário dos humanos, quando as estrelas atingem uma certa idade, elas não apenas murcham e morrem, mas explodem, colapsando em uma massa de neurônios. A entidade espacial resultante, conhecida como estrela de nêutrons, é incrivelmente densa. Tanto que pesquisa anterior mostrou que a superfície de tal estrela apresentaria um material incrivelmente forte. A nova pesquisa, que envolveu as maiores simulações de computador da crosta de uma estrela de nêutrons, propõe que a 'massa nuclear', o material logo abaixo da superfície, é na verdade mais forte.



A competição entre as forças de prótons e nêutrons dentro de uma estrela de nêutrons cria formas superdensas que se parecem com longos cilindros ou planos, chamados de 'espaguete' e 'lasanha', respectivamente. É também daí que vem o nome geral de massa nuclear.

Diagramas que ilustram os diferentes tipos das chamadas massas nucleares.



Caplan & Horowitz / arXiv

As simulações de computador dos pesquisadores precisaram de 2 milhões de horas de tempo de processador antes de serem concluídas, o que seria, de acordo com um Comunicado de imprensa da Universidade McGill, 'o equivalente a 250 anos em um laptop com uma única GPU boa'. Felizmente, os pesquisadores tiveram acesso a um supercomputador, embora ainda demorasse alguns anos. As simulações dos cientistas consistiram em esticar e deformar a massa nuclear para ver como se comportava e o que seria necessário para quebrá-la.

Embora eles tenham sido capazes de descobrir o quão forte a massa nuclear parece ser, ninguém está prendendo a respiração de que estaremos enviando missões para extrair essa substância em breve. Em vez disso, a descoberta tem outras aplicações significativas.



Um dos co-autores do estudo, Matthew Caplan, pesquisador de pós-doutorado na Universidade McGill, disse as estrelas de nêutrons seriam 'cem trilhões de vezes mais densas do que qualquer coisa na Terra'. Entender o que está dentro deles seria valioso para os astrônomos porque agora apenas a camada externa de tais começos pode ser observada.

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'Muita física interessante está acontecendo aqui sob condições extremas e, portanto, compreender as propriedades físicas de uma estrela de nêutrons é uma forma de os cientistas testarem suas teorias e modelos', Caplan adicionado. 'Com este resultado, muitos problemas precisam ser revisados. Qual o tamanho da montanha que você pode construir em uma estrela de nêutrons antes que a crosta se rompa e entre em colapso? Qual será a sua aparência? E o mais importante, como os astrônomos podem observá-lo? '

Outra possibilidade que vale a pena estudar é que, devido à sua instabilidade, a massa nuclear pode gerar ondas gravitacionais. Pode ser possível observá-los em algum ponto aqui na Terra, utilizando equipamentos muito sensíveis.

A equipe de cientistas também incluiu A. S. Schneider do Instituto de Tecnologia da Califórnia e C. J. Horowitz da Universidade de Indiana.

Confira o estudo ' A elasticidade da massa nuclear, ' publicado em Cartas de revisão física .


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