天氣網(wǎng)訊，近期，有科學(xué)家認(rèn)為恒星在分子云中因引力不穩(wěn)定作用而誕生，而質(zhì)量較大的恒星會通過超新星爆發(fā)結(jié)束主序階段的演化，形成殘骸中子星或黑洞。目前，中子星可分為常規(guī)中子星和夸克星兩類，所以中子星可能是尋找已久的夸克星。
20世紀(jì)人類認(rèn)識自然的重要成就之一是建立了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型。它認(rèn)為自然界的基本費(fèi)米子包括輕子與夸克，而規(guī)范玻色子傳遞著它們之間的相互作用。描述夸克之間強(qiáng)相互作用的基本理論為量子色動力學(xué)(QCD)，它在高能標(biāo)(高溫或高密度)極限下相互作用趨于消失，但在低能標(biāo)情形夸克之間存在很強(qiáng)的耦合。高能微擾QCD非常成功，實(shí)驗(yàn)與理論很好地吻合;但QCD的低能非微擾行為卻比較復(fù)雜，認(rèn)識相對不足。事實(shí)上，當(dāng)今高能物理領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)性的課題之一就是研究QCD的非微擾效應(yīng)。
夸克物質(zhì)以夸克和膠子為基本自由度。如果忽略夸克之間的相互作用，低溫夸克物質(zhì)可以處理為費(fèi)米氣。但自20世紀(jì)70年代起，人們開始注意到，因夸克之間存在吸引作用，夸克物質(zhì)的費(fèi)米面很可能是不穩(wěn)定的。類似于低溫金屬中電子的超導(dǎo)態(tài)，夸克物質(zhì)也可能處于色超導(dǎo)狀態(tài)。20世紀(jì)90年代關(guān)于色超導(dǎo)的討論逐漸展開，提出三味色味鎖相、兩味色超導(dǎo)相等不同的色超導(dǎo)態(tài)。
然而基于天體物理研究，也出現(xiàn)了“冷夸克物質(zhì)處于固態(tài)相”的看法：夸克可能因其間強(qiáng)的相互作用而在位形空間凝聚成團(tuán)。當(dāng)溫度足夠低以致熱動能遠(yuǎn)低于夸克團(tuán)之間的作用能時(shí)，夸克物質(zhì)呈現(xiàn)固態(tài)。因這種固體類似于人們?nèi)粘Ｉ钪械墓腆w，故稱為普通固體。如果假設(shè)色超導(dǎo)能隙存在空間調(diào)制而破壞空間平移對稱性，也有計(jì)算表明色超導(dǎo)物質(zhì)也可以具有剛性。這樣的超流態(tài)也可以看作為一種固體，稱為超固體。
除了微觀領(lǐng)域的成就外，包括恒星在內(nèi)的天體物理研究也加深了人們對于宇觀現(xiàn)象的認(rèn)識。對作為宇宙重要層次之一恒星的研究在天體物理學(xué)中占有關(guān)鍵地位。一般認(rèn)為恒星在分子云中因引力不穩(wěn)定作用而誕生，中心點(diǎn)燃核聚變反應(yīng)而成為主序恒星后享受其相對漫長的一生。不同初始質(zhì)量的恒星選擇不同的死亡方式：質(zhì)量較小的恒星最終成為白矮星，而質(zhì)量較大的恒星會通過超新星爆發(fā)結(jié)束主序階段的演化，形成殘骸中子星或黑洞。
中子星的平均密度超過原子核的密度。盡管中子星觀測研究進(jìn)展顯著，但觀測表現(xiàn)對物態(tài)依賴性并非敏感，且因幾倍于原子核密度物質(zhì)的狀態(tài)本質(zhì)上屬于非微擾QCD問題，故至今關(guān)于中子星內(nèi)部結(jié)構(gòu)或物態(tài)一直沒有定論。這導(dǎo)致中子星物態(tài)問題被粒子物理學(xué)家和天體物理學(xué)家所共同關(guān)注：前者寄望利用中子星這一得天獨(dú)厚的天體實(shí)驗(yàn)室認(rèn)識QCD的非微擾行為，而后者認(rèn)為此問題與包括超新星在內(nèi)的大質(zhì)量恒星晚期演化、中子星相關(guān)若干天體物理過程等緊密聯(lián)系。
依賴物態(tài)的差異，中子星又分為常規(guī)中子星和夸克星兩類。前者以核物質(zhì)為主構(gòu)成，后者主要組分為夸克物質(zhì)。因這兩類中子星結(jié)構(gòu)存在明顯區(qū)別，觀測上分辨常規(guī)中子星或夸克星就顯得尤為重要、意義深遠(yuǎn)。很遺憾，由于觀測和理論上的困難，這一目標(biāo)至今還沒有實(shí)現(xiàn)。盡管尚未徹底肯定或否定夸克星的存在，但目前確實(shí)顯現(xiàn)出一些夸克星的可能證據(jù)：例如，中子星質(zhì)量和半徑的限制、脈沖星射電輻射子脈沖的漂移現(xiàn)象，還有最近中子星碰撞的引力波研究。
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溫馨提示：數(shù)據(jù)來源中國氣象局，僅供參考
