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可能暗中决定塌缩恒星的命运

2025-08-02 01:07:57 工程科技 阅读

幽灵般的中微子几乎不与物质相互作用,却可能正悄然改变大质量恒星的命运。最新研究表明,恒星坍缩时会形成天然的"中微子对撞机",使科学家得以在地球上无法实现的方式探测这些神秘粒子。倘若中微子通过尚未发现的相互作用力产生影响,便可能促使恒星直接坍缩成黑洞而非中子星,从而重塑人类对宇宙演化的认知。

目前,由中微子、核天体物理与对称性研究网络(N3AS)的科研团队(包括数名来自加州大学圣地亚哥分校的成员)通过理论计算证实:大质量恒星坍缩时可充当"中微子对撞机"。中微子从这些恒星窃取热能,迫使恒星收缩并导致其电子以近光速运动,最终引发恒星失稳坍缩。

当坍缩恒星的密度达到极高值时,中微子会被困住并相互碰撞。若仅存在标准模型相互作用,中微子将主要呈现电子味,物质处于相对"冷"态,坍缩后可能遗留中子星残骸。但改变中微子味的秘密相互作用会彻底改变这一过程——产生所有味型的中微子,形成以中子为主的"热"核心,最终可能导致黑洞残骸的形成。

费米国家加速器实验室即将开展的深地中微子实验(DUNE),以及未来对坍缩恒星产生的中微子或引力波的观测,或将验证这些理论。

该研究由加州大学圣地亚哥分校的Anna M. Suliga、Julien Froustey、Lukáš Gráf、Kyle Kehrer和George Fuller主导,并联合其他机构合作者共同完成,成果于2025年6月18日发表于《物理评论快报》。研究部分经费由美国国家科学基金会(PHY-2209578与PHY-2020275)、能源部(DE-AC02-07CHI11359)及西蒙斯基金会(2017-228)提供。

信息来源

Story Source:

Materialsprovided byUniversity of California - San Diego.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Anna M. Suliga, Patrick Chi-Kit Cheong, Julien Froustey, George M. Fuller, Lukáš Gráf, Kyle Kehrer, Oliver Scholer, Shashank Shalgar.Nonconservation of Lepton Numbers in the Neutrino Sector Could Change the Prospects for Core Collapse Supernova Explosions.Physical Review Letters, 2025; 134 (24) DOI:10.1103/gnp5-4y8k

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