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.

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.