У глибинах космосу виявили загадкову "ядерну пасту": найміцніший матеріал у Всесвіті

Вчені виявили в надрах темного космосу загадкову надщільну "пасту", яка, попри таке кволе прізвисько претендує на титул найміцнішого матеріалу у Всесвіті. Про те що це таке і як вчені змогли визначити подібні її характеристики на таких величезних відстанях, пише BBC Science Focus.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

У сфері міцності матеріалів щільність відіграє ключову роль, визначаючи їхню здатність протистояти деформації. Як правило, щільніші матеріали мають вищу міцність через близькість їхніх атомних структур, що підвищує опір стисненню.

Важливо У глибокому космосі виявлено резервуар із води: там у 140 трлн разів більше води, ніж на Землі

Однак структурні властивості також істотно впливають на міцність. Наприклад, графен, визнаний найміцнішим природним матеріалом на Землі, не має такої ж високої щільності, як осмій, найщільніший матеріал. За межами звичайної матерії деякі щільні стани виникають в екстремальних умовах, наприклад під час колапсу масивних зірок. У залишках таких небесних подій білі карлики є прикладом матерії, що перебуває під сильним квантовим тиском, де виродження електронів перешкоджає подальшому колапсу.

Нейтронні зірки, ще більш щільні, ніж білі карлики, долають це електронне виродження. Тут атомні ядра і вільні нейтрони створюють величезний опір тиску, внаслідок чого утворюються матеріали зі щільністю, що в сотні трильйонів разів перевищує щільність найміцнішої земної речовини.

І ключовим відкриттям у цих процесах нейтронних зірок є перехідний шар, відомий як "ядерна паста", розповідає астрофізик, Аластер Ганн. Цей екзотичний матеріал, утворений конкуруючими силами між протонами і нейтронами, має унікальні та різноманітні форми, включно з нитками і листами. Його жорсткість і щільність надають йому безпрецедентної міцності, яка, за оцінками вчених, щонайменше в 10 мільярдів разів перевищує міцність сталі. Різноманітні алмази і навіть графен і поруч не стоять з такими жахливими, за своїми масштабами, характеристиками.

Саме тому вчені вважають, що це робить його найміцнішим матеріалом у Всесвіті.

Щоб зрозуміти всю колосальність такої міцності, розглянемо величезне співвідношення міцності та ваги графена, який, незважаючи на товщину в один атом, у 200 разів міцніший за сталь і ефективно проводить тепло та електрику. Тобто те, що ми не можемо помітити звичайним зором, здатне витримати удари жахливої сили без будь-якого помітного сліду. Однак уявити всю силу подібної властивості, помноженої на 10 мільярдів, дуже важко, бо людство просто не має нічого, з чим можна порівняти цю пасту.

І такі матеріали знаходять широке застосування в науці. Їхні властивості можуть використовуватися в найрізноманітніших галузях — від передових аерокосмічних матеріалів до гнучкої електроніки. Що стосується нейтронних зірок, то їхня надзвичайна міцність дає їм змогу витримувати колосальні гравітаційні сили, і вони служать своєрідними лабораторіями для розуміння самих меж фізичних законів. Подальше вивчення ядерної пасти може дати уявлення про астрофізику, матеріалознавство і поведінку матерії в найекстремальніших, на межі з фантастичними, умовах.

Раніше Фокус писав про 10 найдивніших екзопланет у всесвіті. За останні десятиліття дослідники відкрили тисячі екзопланет, і хоча двійник Землі поки що не знайдений, вчені відшукали вкрай дивовижні світи.