{"id":43938,"date":"2020-04-30T14:28:21","date_gmt":"2020-04-30T12:28:21","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=43938"},"modified":"2020-05-04T07:22:09","modified_gmt":"2020-05-04T05:22:09","slug":"gravitationswellen-koennten-existenz-des-quark-gluon-plasmas-beweisen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/gravitationswellen-koennten-existenz-des-quark-gluon-plasmas-beweisen\/","title":{"rendered":"Gravitationswellen k\u00f6nnten Existenz des Quark-Gluon-Plasmas beweisen"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Montage_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-43943\" width=\"800\" height=\"437\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Montage_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity.jpg 800w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Montage_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity-300x164.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Montage_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity-768x420.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><figcaption><em><strong>Montage <\/strong>aus Computersimulation der verschmelzenden Neutronensterne (links) und dem Bild einer Schwerionenkollision, die die Verbindung von Astrophysik und Kernphysik verdeutlicht.&nbsp;Bild: Lukas R. Weih &amp; Luciano Rezzolla (Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt) (right half of the image from cms.cern)<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Der modernen Teilchenphysik zufolge ist Materie im Inneren verschmelzender Neutronensterne so dicht, dass sie aufgel\u00f6st in ihre Elementarteilchen vorliegen k\u00f6nnte. Dieser Materiezustand, das sogenannte Quark-Gluon-Plasma, k\u00f6nnte ein bestimmtes Muster in Gravitationswellen hervorrufen. Dies haben Physiker der Goethe-Universit\u00e4t und des Frankfurt Institute for Advanced Studies jetzt mithilfe von Supercomputern berechnet. <\/p>\n\n\n\n<p>Neutronensterne geh\u00f6ren zu den dichtesten Objekten im Universum: W\u00e4re unsere Sonne mit ihrem Radius von 700.000 Kilometern ein Neutronenstern, so w\u00e4re ihre Masse in einer nahezu perfekten Kugel mit einem Radius von rund 12 Kilometern zusammengepresst. Wenn zwei Neutronensterne miteinander kollidieren und zu einem hypermassiven Neutronenstern verschmelzen, so wird die Materie im Kern dieses neuen Objekts unvorstellbar hei\u00df und dicht. Physikalischen Berechnungen zufolge h\u00e4tte dies zur Folge, dass sich Hadronen wie zum Beispiel Neutronen und Protonen \u2013 aus diesen Teilchen setzt sich die Materie in unserer Umgebung zusammen \u2013 in ihre Bestandteile Quarks und Gluonen aufl\u00f6sen und ein Quark-Gluon-Plasma bilden.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>2017 wurde erstmals entdeckt, dass verschmelzende Neutronensterne ein Signal in Form einer Gravitationswelle verursachen, die auf der Erde detektiert werden kann. Aus der Gravitationswelle l\u00e4sst sich nicht nur etwas \u00fcber Gravitation lernen, sondern auch \u00fcber das Verhalten von Materie unter extremen Bedingungen. Bei der ersten Entdeckung solcher Gravitationswellen 2017 wurden diese allerdings nicht \u00fcber den Verschmelzungszeitpunkt hinaus aufgezeichnet.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Dort setzt die Arbeit der Frankfurter Physiker an. Sie simulierten in einem Computermodell verschmelzende Neutronensterne und das Produkt dieser Verschmelzung, um die Bedingungen zu untersuchen, unter denen ein \u00dcbergang von Hadronen zu einem Quark-Gluon-Plasma stattfinden k\u00f6nnte und wie sich dies auf die entstehende Gravitationswelle auswirken w\u00fcrde. Das Ergebnis: In einer bestimmten, sp\u00e4ten Phase der Existenz des verschmolzenen Objekts fand ein Phasen\u00fcbergang zu einem Quark-Gluon-Plasma statt&nbsp;und hinterlie\u00df ein klares und charakteristisches Muster im Gravitationswellensignal.<\/p>\n\n\n\n<p>Professor Luciano Rezzolla von der Goethe-Universit\u00e4t ist \u00fcberzeugt: \u201eWir haben ein im Vergleich zu bisherigen Simulationen neues und wesentlich klarer zu detektierendes Muster in den Gravitationswellen entdeckt. Wenn sich dieses Muster in den Gravitationswellen findet, die wir von k\u00fcnftigen Neutronenstern-Verschmelzungen empfangen, haben wir einen deutlichen Beweis f\u00fcr die Entstehung eines Quark-Gluon-Plasmas im heutigen Universum.\u201c<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Simulation_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-43946\" width=\"800\" height=\"437\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Simulation_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity.jpg 800w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Simulation_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity-300x164.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/beitrag_Simulation_Weih_Rezzolla_GoetheUniversity-768x420.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><figcaption><em><strong>Simulation:&nbsp;<\/strong>Kurz nach der Verschmelzung zweier Neutronensterne bildet sich im Zentrum des neuen Objekts ein Quark-Gluon-Plasma (gr\u00fcn). Rot, gelb: gew\u00f6hnliche Materie, haupts\u00e4chlich Neutronen. Bild: Lukas R. Weih &amp; Luciano Rezzolla (Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt)<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Video<\/strong>: <br>Visualisierung einer Neutronensternverschmelzung<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"has-small-font-size\">Diese Simulation zeigt die Dichte gew\u00f6hnlicher Materie, haupts\u00e4chlich Neutronen, in den Farben Rot und Gelb. Kurz nachdem die beiden Sterne verschmelzen, verf\u00e4rbt sich das extrem dichte Zentrum nach Gr\u00fcn, was die Bildung des Quark-Gluon-Plasmas anzeigt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube aligncenter wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\nhttps:\/\/www.youtube-nocookie.com\/watch?v=rj-r-YA9d6E&#038;t=1s\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p class=\"has-background has-very-light-gray-background-color\"><strong>Publikation:\u00a0<\/strong>Post-merger gravitational-wave signatures of phase transitions in binary mergers; Lukas R. Weih, Matthias Hanauske, Luciano Rezzolla, Physical Review Letters DOI 10.1103\/PhysRevLett.124.171103\u00a0<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/link.aps.org\/doi\/10.1103\/PhysRevLett.124.171103\" target=\"_blank\">https:\/\/link.aps.org\/doi\/10.1103\/PhysRevLett.124.171103<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Der modernen Teilchenphysik zufolge ist Materie im Inneren verschmelzender Neutronensterne so dicht, dass sie aufgel\u00f6st in ihre Elementarteilchen vorliegen k\u00f6nnte. 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