Miniatur-Neutronensterne?

Ist beispielsweise der Kern eines Kohlenstoffatoms so dicht wie ein Neutronenstern? Ich habe gelesen, dass Neutonensterne auch Protonen enthalten. Allgemeiner gedacht, sind wir von Billiarden von Billiarden Miniatur-Neutronensternen (Atomkernen) umgeben, die alle durch die Orbitale der Elektronen „geschützt, abgeschirmt und stabil gehalten“ werden?

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Es ist eine sehr interessante Frage, die es erlaubt, die Unterschiede zwischen einem Neutronenstern und Kernen aufzuzeigen. Obwohl der spezielle Artikel in Wikipedia Neutron Star die Informationen vollständig abdeckt, ist es wichtig, hier die Elemente zusammenzufassen.

Kerne unterscheiden sich grundlegend von Neutronensternen und einige Gründe sind:

  • Unterschiedliche Bindungskraft : Während Kerne ausschließlich durch Kernkraft gebunden sind, werden Neutronensterne hauptsächlich durch Gravitationskraft gebunden.

  • Unterschiedliche Dichten : Die typischen Dichten der Kerne, die uns umgeben, liegen in der Nähe ρ 0 = 0,15 n u c l e Ö n s / f m 3 , während in Neutronensternen Dichten von reichen 0,2 ρ 0 in der Kruste zu > 2 ρ 0 im Kern. Dies hängt sehr stark mit der Kraft zusammen, die für die zuvor erwähnte Begrenzung verantwortlich ist.

  • Unterschiedliches n/p-Verhältnis : Während die meisten stabilen Kerne ein Neutronen-Protonen-Verhältnis von 1 bis 1,5 aufweisen und wir in der Lage waren, Kerne mit diesen Verhältnissen für viele Isotope herzustellen, erreicht keiner die Fraktion, die in Neutronensternen zu finden ist, nämlich Protonen ~ 10% Neutronen! Auch dies liegt eher an der Gravitationsnatur der Begrenzung als an der Nuklearenergie.

  • Elektronenpräsenz : In der Kernphysik ist es sehr klar, dass Elektronen nicht mit Protonen und Neutronen in den Kernen koexistieren. Aber in Neutronensternen sind sie ein wesentlicher Bestandteil seiner Zusammensetzung und ihre Anwesenheit erklärt wichtige Merkmale.

  • Magnetisches Moment : Der Ursprungsunterschied ist sehr grundlegend. Während das magnetische Moment des Kerns durch seine innere Struktur (dh Wechselwirkung der Nukleonenspins mit ihrem Drehimpuls) entsteht, liegt der Ursprung in Neutronensternen in den unglaublichen Rotationsgeschwindigkeiten, die an die Drehimpulsrotation des Sterns erinnern, dessen Kern es hervorgebracht hat.

Schließlich und zusammenfassend ist der Vergleich von Kernen mit Neutronensternen wie der Vergleich von ein paar hundert Molekülen mit einem Glas Wasser: Die Eigenschaften skalieren nicht mit der Größe, sondern führen zu grundlegend unterschiedlichen Phänomenen und Verhaltensweisen.

Das n/p-Verhältnis der Kerne variiert mit der Größe. Wenn diese Schwankung auf die Größe eines Neutronensterns extrapoliert würde, wie klein wäre dann das Protonenverhältnis zu erwarten?
Dies ist eine interessante und in der nuklearen Astrophysik noch offene Frage. Sie könnten hier eine neue Frage eröffnen. Aber zusammenfassend erfordern unsere Extrapolationen auf die Größe von N-Sternen die Verwendung der Astrophysik zusammen mit der Kernphysik, um sowohl die makroskopischen als auch die mikroskopischen Aspekte anzugehen, da beide wesentlich sind, um einen N-Stern vollständig zu beschreiben. Dies wird noch erforscht, und die Modelle sind meines Wissens immer noch von astrophysikalischen Daten abhängig, sodass wir das beobachtete Verhältnis nicht vorhersagen können, teilweise weil die NStar-Struktur noch besser bekannt sein muss.
Diese Frage wird auch angegangen, indem man exotische Kerne untersucht und versucht, den reinen Neutronenkern oder den neutronenreichsten Kern zu finden.

Die Kerne schwerer Elemente (Blei, Gold, ...) nähern sich der asymptotischen Dichte ausgedehnter Kernmaterie (und damit der Dichte von Neutronensternen). Die leichteren Elemente nicht.

Allerdings wäre es ein Fehler, Kerne als „Miniatur-Neutronensterne“ zu bezeichnen, da Bindungskraft und -dynamik unterschiedlich sind. Kerne werden auch nicht durch Elektronen geschützt, abgeschirmt oder an Ort und Stelle gehalten: Atome können leicht ionisiert werden und ihre Kerne sind in dieser Form mindestens so stabil wie in neutralen Atomen.

Werden einzelne Nukleonen in einem Neutronenstern auf ein geringeres Volumen komprimiert als Nukleonen in leichteren Elementen, oder warum ist die Dichte (sagen wir) eines Kohlenstoffkerns nicht gleich dem entsprechenden Volumen eines Neutronensterns?
Miniatur-Neutronensterne?
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