中子星是一种极端而神秘的物体，天体物理学家无法看到其内部。它们的半径约为12公里，质量可能是太阳的两倍多。它们内部物质的密度是原子核的五倍;与黑洞一样，它们是宇宙中最致密的物体。

研究人员预测中子星将出现有利于核面食的新阶段

在极端条件下，物质可以呈现奇异状态。一种假设是，原子核的构成要素——质子和中子——会变形为类似于千层面或意大利面条的盘状和细丝状，这就是专家称之为“核意大利面”的原因。

达姆施塔特工业大学物理系和哥本哈根尼尔斯玻尔研究所的研究人员现在采用了一种新的理论方法来研究中子星内壳中的核物质状态。他们表明中子和质子都可以从原子核中“滴落”出来并稳定“核面条”。他们的研究结果发表在《物理评论快报》上。

中子星是在超新星爆炸时形成的：恒星的外壳被抛向太空，而其内部则坍缩。原子被巨大的引力压碎。尽管相互排斥，带负电的电子仍被挤压到原子核中带正电的质子附近，以至于它们被转化为中子。

强大的核力阻止了进一步坍缩。结果形成的物体约由95%的中子和5%的质子组成，即“中子星”。

由阿齐姆·施文克领导的达姆施塔特研究人员是理论核物理学专家，中子星是他们的研究兴趣之一。在他们目前的工作中，他们专注于这些极端物体的外壳。外壳中的物质不如内部那么致密，并且仍然有原子核。

随着密度的增加，原子核中会产生过量的中子。然后中子会从原子核中“滴落”，这种现象称为“中子滴落”。因此，原子核在一种中子酱中“游动”。

“我们问自己，质子是否也能像原子核一样从中滴落出来，”AchimSchwenk说。“文献对这个问题没有明确说明，”物理学家继续说道。达姆施塔特工业大学的JonasKeller和KaiHebeler以及哥本哈根尼尔斯玻尔研究所的ChristopherPethick组成的团队计算了中子星地壳条件下核物质的状态。

与之前不同的是，他们直接计算了其能量与质子分数的关系。此外，他们在计算中还加入了粒子间的相互作用以及三个核子间的相互作用。

这种方法是成功的：研究人员能够证明内壳中的质子也会从原子核中滴落出来。因此“质子滴落”确实存在。这种由质子组成的相与中子共存。

“我们还能够证明，这一阶段有利于核意大利面现象的出现，”施文克说。由于质子被撒入“酱汁”，核子可以更好地以意大利面和千层面的形状存在。这使得该团队能够完善中子星外壳中核物质的图像。

“我们越能描述中子星，我们就越能将其与天体物理观测结果进行比较，”施文克说。中子星在天体物理上很难掌握。例如，我们只能通过对另一颗中子星的引力作用间接地了解它们的半径。此外，还可以观察到其他现象，例如中子星的脉动射电辐射。

该团队的研究成果提高了对中子星的理论理解，并有助于从天体物理测量中获得对这些宇宙奥秘的新见解。