原子核パスタ

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原子核パスタの構造例。左上から右に進んで(a)ニョッキ型、(b)スパゲッティ型、(c)ワッフル型、(d)ラザニア型、(e)デフェクト型、(f)逆スパゲッティ型、(g)逆ニョッキ型。圧力が高まるにつれてaからgに移行していくと考えられている。

原子核パスタ(げんしかくパスタ)または核パスタ(かくパスタ)とは、天体物理学原子核物理学の用語で、中性子星の内殻に存在すると予想されている理論上の縮退構造。鋼鉄の100億倍の強度があり[1]、宇宙で最も固い物質と予想されている[2]。この構造は中性子陽子による一種の相分離であり、微細構造同士の距離は20フェムトメートル程度である[3]。その形状が様々な種類のパスタに似ていることから、宇宙物理学者などから原子核パスタと呼ばれている[4][5]

中性子星の断面図。外側から外殻、内殻、外核、内核となっており[6]、内殻に原子核パスタが存在すると予想されている[7]

中性子星は、大質量の恒星が超新星爆発を起こした後に、その残骸として形成される。その質量は太陽の約1.4倍、半径は12キロメートル程度である[8]

中性子星の内部は、外側から外殻、内殻(インナークラスト)、外核、内核となっている[9]。外殻は比較的密度が低いために物質が原子核の状態を保っている。内殻は密度が非常に高いため、電子と陽子が反応して中性子が発生し(電子捕獲)、電子と陽子が減って中性子が増える。

内殻の厚さは約1キロメートルで、密度は標準原子核密度の半分より小さい[9]。内殻では核力(引力)とクーロン斥力が同程度の大きさになるため、中性子と陽子による一種の相分離が発生し、このためさまざまな複雑な構造(原子核パスタ)が形成されると考えられている。

内殻のさらに内側である外核では、原子核は全て失われてほとんどが中性子となり[9]、パスタ構造も失われる[6]

研究の歴史

参考画像

参考文献

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