วัตถุที่อยู่ห่างไกลซึ่งอาจเป็นหลุมดำที่เล็กที่สุดที่รู้จัก หรือดาวนิวตรอนที่ใหญ่ที่สุดที่รู้จัก ถูกตรวจพบโดยเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วง LIGO–Virgo ดูเหมือนว่าวัตถุมวลดวงอาทิตย์ 2.6 ดวงจะรวมเข้ากับหลุมดำมวลดวงอาทิตย์ 23 ดวง ทำให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจพบที่นี่บนโลกในเดือนสิงหาคม 2019 ซึ่งแตกต่างจากการควบรวมกิจการระหว่างดาวนิวตรอนสองดวงที่สังเกตพบก่อนหน้านี้
ไม่มีการสังเกตสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า
ที่เกือบ 9:1 อัตราส่วนมวลของวัตถุทั้งสองนั้นสูงที่สุดเท่าที่ LIGO–Virgo ตรวจพบ LIGO และ Virgo เป็นเครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ขนาดใหญ่สามแห่ง – สองแห่งในสหรัฐอเมริกาและอีกหนึ่งแห่งในอิตาลี – ที่ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงจากการควบรวมของหลุมดำและดาวนิวตรอนมาเกือบห้าปี
ดาวนิวตรอนและหลุมดำของดาวฤกษ์เป็นขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการสำหรับดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ โดยหลุมดำจะมีมวลมากกว่าดาวนิวตรอน ตามทฤษฎีแล้ว มวลสูงสุดของดาวนิวตรอนคือประมาณ 2.1 มวลดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานทางอ้อมว่าดาวนิวตรอนมวลมากอาจมีอยู่จริง มีหลักฐานเพียงเล็กน้อยสำหรับการมีอยู่ของหลุมดำที่มีขนาดเล็กกว่ามวลดวงอาทิตย์ประมาณ 5 เท่า ทำให้เกิดช่องว่างขนาดใหญ่ในการสังเกตการณ์วัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดเหล่านี้
ทำลายสถิติสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับการควบรวมกิจการในเดือนสิงหาคม 2019 ซึ่งเรียกว่า GW190814 คือมวลของวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า ซึ่งดูเหมือนจะอยู่ภายในช่องว่างนี้ ชาร์ลี ฮอยแห่งมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์แห่งสหราชอาณาจักร ผู้ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์ข้อมูลจากการค้นพบและเขียนบทความที่อธิบายการสังเกตการณ์ดังกล่าว กล่าวว่า “ไม่ว่าวัตถุใดๆ ที่มีอยู่ในช่องว่างมวลจะเป็นปริศนาต่อเนื่องในฟิสิกส์ดาราศาสตร์มาเป็นเวลาหลายทศวรรษหรือไม่” ได้รับการตีพิมพ์ในThe Astrophysical Journal Letters “สิ่งที่เรายังไม่รู้ก็คือว่าวัตถุนี้เป็นดาวนิวตรอนที่หนักที่สุดที่รู้จักหรือหลุมดำที่เบาที่สุดที่เรารู้จัก แต่เรารู้ดีว่ามันทำลายสถิติด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง”
อ่านเพิ่มเติมภาพแสดงผลกระทบต่อการควบรวม
ดาวนิวตรอนต่อแรงโน้มถ่วงและสสารพบการชนกันของดาวนิวตรอน 2 ดวงอย่างงดงามเป็นครั้งแรก Patrick Bradyโฆษกของ LIGO Scientific Collaboration จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน เมือง Milwaukee กล่าวเสริมว่า “สิ่งนี้จะเปลี่ยนวิธีที่นักวิทยาศาสตร์พูดถึงดาวนิวตรอนและหลุมดำ ช่องว่างระหว่างมวลอาจไม่มีอยู่จริงเลย แต่อาจเนื่องมาจากข้อจำกัดในความสามารถในการสังเกต เวลาและการสังเกตมากขึ้นจะบอกได้”
ตามที่สมาชิกทีม LIGO Vicky Kalogeraจาก Northwestern University ในสหรัฐอเมริกาอัตราส่วนมวลขนาดใหญ่จะกระตุ้นให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คิดทบทวนแบบจำลองว่าวัตถุขนาดกะทัดรัดแบบไบนารีนั้นก่อตัวอย่างไร “เป็นเรื่องท้าทายสำหรับแบบจำลองทางทฤษฎีในปัจจุบันในการสร้างคู่ของวัตถุขนาดกะทัดรัดที่มีอัตราส่วนมวลมากซึ่งคู่มวลต่ำอาศัยอยู่ในช่องว่างมวล” เธอกล่าว
คิดถึง Pac-Man กินจุดเล็กๆVicky Kalogeraไม่เหมือนกับการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวงที่ LIGO–Virgo สังเกตเห็นในปี 2560 ไม่มีการตรวจพบรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยคลื่นโน้มถ่วงของ GW190814 ตามที่นักวิทยาศาสตร์ของ LIGO-Virgo มีคำอธิบายที่เป็นไปได้สามประการสำหรับเรื่องนี้ หนึ่งคือระยะทางที่ไกลจากจุดที่เกิดการรวมตัว – 800 ล้านปีแสง – ซึ่งมากกว่าการควบรวมกิจการของดาวนิวตรอนปี 2017 ประมาณหกเท่า
ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือวัตถุทั้งสอง
เป็นหลุมดำ และไม่พบรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากการควบรวมของหลุมดำที่ LIGO–Virgo พบ คำอธิบายที่เป็นไปได้ประการที่สามคือดาวนิวตรอนถูก “กลืนเข้าไปทั้งหมด” โดยหลุมดำในลักษณะที่ไม่มีการแผ่รังสี“ฉันคิดว่า Pac-Man กินจุดเล็ก ๆ น้อย ๆ” Kalogera กล่าวเสริมว่า “เมื่อมวลไม่สมมาตรสูง ดาวนิวตรอนที่เล็กกว่าสามารถกินได้ในคำเดียว”
เป็นการแสดงภาพของช่วงเวลาที่นำไปสู่การควบรวมกิจการ GW190814 โดยแสดงวัตถุทั้งสองและคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาJarillo-Herrero และเพื่อนร่วมงานสร้างกราฟีนมุมมายากลตัวแรกโดยวางคาร์บอน 2D สองแผ่นทับกันเพื่อสร้างตาข่ายมัวร์ เมื่อพวกเขาบิดแผ่นเหล่านี้จนมุมระหว่างพวกเขาเป็น 1.1° พวกเขาสังเกตเห็นผลกระทบที่ไม่คาดคิดสองประการ ประการแรกคือการใช้แรงดันไฟฟ้า พวกเขาสามารถปรับระบบไฟฟ้าเพื่อให้กลายเป็นฉนวนที่มีความสัมพันธ์ (“Mott”) การเปลี่ยนไปใช้ฉนวน Mott นี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในตาข่าย Moiré ซึ่งหมายความว่าวัสดุที่มักจะนำไฟฟ้าไม่สามารถทำได้อีกต่อไปเนื่องจากการผลักอย่างแรงระหว่างอิเล็กตรอน
ผลกระทบประการที่สองที่พวกเขาค้นพบก็คือ โดยการใช้สนามไฟฟ้าขนาดเล็กเพิ่มเติม (และเพิ่มตัวพาประจุพิเศษอีกสองสามตัว) กับฉนวนนี้ พวกเขาสามารถปรับแกรไฟน superlattice เพื่อให้กลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ 1.7 K ทั้งฉนวนและ เอฟเฟกต์ตัวนำยิ่งยวดหายไปที่มุมบิดที่ใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าเล็กน้อย
จุดเริ่มต้นของ twistronicsผลลัพธ์เหล่านี้ได้เริ่มต้นขึ้นในด้านของ twistronics ซึ่งการมีเพศสัมพันธ์ที่อ่อนแอระหว่างชั้นต่างๆ ของวัสดุ 2D ถูกใช้เพื่อจัดการคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของพวกมันเพียงแค่เปลี่ยนมุมระหว่างชั้นต่างๆ หลังจากการค้นพบนี้ นักวิจัยยังได้รายงานเกี่ยวกับความเป็นตัวนำยิ่งยวดและฉนวน Mott ในระบบอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งรวมถึง moiré superlattices ของ graphene สามชั้นบนโบรอนไนไตรด์ 2 มิติและกราฟีนบิดสี่ชั้น
กราฟีน bilayer-bilayer graphene แบบบิด (TBBG) ที่ศึกษาในผลงานล่าสุดมีแนวความคิดคล้ายกับกราฟีน bilayer บิดเบี้ยว Jarillo-Herrero อธิบาย ยกเว้นว่ามันเกี่ยวข้องกับกราฟีนสี่ชั้นแทนที่จะเป็นสองชั้น ในระบบนี้ ชั้นบนและชั้นล่างยังคงเรียงตัวกัน และมีเพียงส่วนต่อประสานระหว่างชั้นกลางสองชั้นเท่านั้นที่บิดเบี้ยว
ที่มุมบิดประมาณ 1 ถึง 1.5 ° TBBG มีแถบอิเล็กทรอนิกส์ “แบน” ในสเปกตรัมพลังงานซึ่งพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนจะถูกระงับอย่างรุนแรง คำอธิบายง่ายๆ ที่ไม่โต้ตอบ หมายความว่าอิเล็กตรอน “ไม่มีการกระจายตัว” นั่นคือไม่ว่าพลังงานจะถูกสูบเข้าไปมากแค่ไหน อิเล็กตรอนก็จะไม่ขยับเขยื้อน Yuan Cao หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า”พฤติกรรมของอิเล็กตรอนที่สัมพันธ์กันปรากฏขึ้นเมื่อเราเพิ่มปฏิสัมพันธ์ และเราพบสถานะของฉนวนที่มีความสัมพันธ์ใกล้กับมุมเหล่านี้ในการทดลองของเรา สถานะเหล่านี้มีความไวสูงต่อทั้งมุมบิดและการประยุกต์ใช้สนามไฟฟ้า เขากล่าวเสริม
Credit : energipellet.com energyeu.org everythingdi.net exoduswar.net experienceitpublisher.com
