Скажите, имярек.

[jiminy]

Не помню точно у кого, кажется у Эренфеста или Минковского, была записная книжка со списком вопросов, которые при случае можно было бы задать великим людям, чтобы не растеряться, если судьба вдруг предоставит возможность с ними встретиться.

Лично у меня такого списка нет, однако я предлагаю здесь его составить, зачисляя в великие люди не только знаменитостей вроде Жореса Алферова, но и вообще всех участников данного форума. Фокус состоит в том, что имярек не обязан ни читать эти вопросы, ни отвечать на них, которые как были, так пусть и останутся в записной книжке.

Не уверен, что эта идея хорошая, но попробуем.

[jiminy]

В одном месте я прочитал, что нейтронные звезды состоят из нейтронов с малой примесью протонов, электронов и сверхтяжелых ядер. А в другом месте я прочитал, что "нейтронизация вещества" не может существенно превышать 60%, что подтверждается обычной таблицей Менделеева, где доля нейтронов в ядрах стремится к золотой пропорции (62%).

Как Вы считаете, в чем тут дело?
Спасибо.

[polar]

 В нейтронных звездах (на самом деле там все сложно с внутренним строением) должно выполняться т.н. условие бета-равновесия.
Отсюда получается условие на доли нейтроном, протонов, электронов. В ядре, где электронов нет, условие устойчивости совсем другое.

[Yarilo]

на самом деле там все сложно с внутренним строением

Каким образом? Правда ли, что нейтроны в этих звездах - это не обычные нейтроны, которые мы, конечно, ученые "держат" в руках, а это в результате слияния протона с электроном из-за гравитационного сжатия?

[Stepa]

Правда ли, что нейтроны в этих звездах - это не обычные нейтроны, которые мы, конечно, ученые "держат" в руках, а это в результате слияния протона с электроном из-за гравитационного сжатия?

И правда, и неправда . Действительно, при коллапсе ядра звезды большая часть протонов и электронов объединяется с образованием нейтрона и нейтрино. Но это - самые обычные нейтроны!

p + e = n + v_e

По сути, вот эти самые нейтрино и вызывают эффект взрыва сверхновой - рассеиваясь на оболочке звезды (ядро уже сколлапсировало!), они нагревают и разбрасывают ее.

Заметьте, что сумма масс протона и электрона меньше, чем масса нейтрона. Примерно на 0.8 МэВ.  Это означает, что только часть протонов и электронов превратится в нейтроны. Какая часть, можно легко подсчитать, но это не суть вопроса.

Теперь об их устойчивости. Свободный нейтрон( в том числе и в чисто нейтронной звезде, если бы такая была - гравитация тут не при чем) распадается на протон и электрон и электронное антинейтрино (так называемый бета-распад) в среднем за 888 сек. Но нейтронная звезда - устойчивое образование. Как это может быть?

По принципу Паули частицы с полуцелым спином (фермионы) не могут иметь одинаковых состояний. Это самый строгий запрет. Возьмем некоторый объем, в котором будут N тождественных частиц-фермионов (протонов, нейтронов, электронов...) Каждый из них обладает некоторым импульсом и координатами - 6 чисел (Px,Py,Pz, x,y,z), характеризующих его состояние. Плюс направление проекции спина - образно говоря, куда крутится волчок - вправо или влево.

Проекции импульса и координаты образуют так называемое фазовое пространство, которое, как и все в этом мире, квантуется. Объем квантования ячейки 6-ти мерного фазового пространства - постоянная Планка в кубе. И вот в такую ячейку можно "положить" только две частицы. Больше  принцип Паули не позволит.

Можно также заметить, что фермионы всегда будут обладать некоторым импульсом  - ячейки-состояния с нулевым импульсом быстро займут, а жить-то надо!
Поэтому газ фермионов имеет такую характеристику, как граничный импульс Ферми.  Он зависит от концентрации фермионов в данном объеме.
Вот бозоны (частицы с целым спином) - другое дело. У них есть эффект Бозе-конденсации.

Таким образом, что мы имеем в нашей простейшей модели нейтронной звезды? Смесь трех сортов частиц в некоторой пропорции: протонов,электронов и нейтронов. Причем, каждый из сортов имеет частицы всех импульсов до некоторого граничного импульса. И пришло время некоторому нейтрону распасться...
И что видит этот бедняга? Что места  того протона и того электрона, на которые он бы мог распасться, заняты в этом фазовом пространстве. И не распадается.
А если распадается, то образовавшиеся протон и электрон занимают еще ячейки фазового пространства и, в конце концов, процесс приходит в равновесие.

Такая картина создает условия для стабильности других частиц, нестабильных в обычном смысле - разных резонансов, гиперонов и других частиц из зоопарка.

P.S. На деле, конечно, там все гораздо сложнее. Есть разные тонкие эффекты в таких сверхплотных состояниях ядерной материи, как нейтронные звезды. Но в смысле их стабильности и бета-равновесия идея именно такая.

[polar]

Stepa объяснил все гораздо лучше чем мог бы я.
Потому не повторяясб, постараюсь дополнить.

По сути мы называем нейтронными звездами (в широком смысле) класс "нечернодырных" объектов, образующихся при коллапсе массивных звезд.
О составе в таком определении их еще ничего не сказано.
Исторически первые идеи были именно о нейтронах (аналог белого карлика, но массу электрона заменяем на массу нейтрнона). Поэтому и появилось и прижилось название.

Поведение вещества при сверхвысоких плотностях известно плохо. Поэтому даже для объектов, состоящих из нейтронов, протонов и электронов, есть проблемы с детальным описанием уравнения состояния.
Как верно пишет в конце своего поста Степа, открывается еще и возможность для появления других частиц. Поэтому не исключено, что то, что мы называем "Нейтронными" звездами внутри состоит из пионов, или каонов, или гиперонов .... или кварков.

Проводя пусть и не очень удачную аналогию, скажу, что ситуация похожа на то, когда люди называют "пластиковыми" все вещи не сделанные из дерева или металла.

[Parfen]

Да уж... А еще интересно, какой зверинец частиц в недрах неустойчивой, начавшей коллапс в ЧД нейтронной звезды, в последние мгновения перед "почернением"...

[Stepa]

Как я полагаю, тут не все так просто. ЧД по сути, может образоваться ДО НЗ.

Плотность вещества ЧД, а именно она ответственна за состояние вещества, обратно пропорциональна квадрату ее массы. И для "звездных" ЧД умеренной массы это обычное ядерное вещество, а далее, с увеличением массы вообще ничего экстремального нет.
А под горизонт событий можно только в один конец

Т.е. формула типа "говорим ЧД - подразумеваем экстремальное состояние вещества" на мой взгляд, не совсем верна.
Вот формула "говорим НЗ- подразумеваем экстремальное состояние вещества" более отражает суть.

P.S. В сверхсверхплотном состоянии должен начинаться деконфайнмент (deconfinement), т.е. высвобождение кварков из адрон :-\ов и превращение вещества в КГП - кварк-глюонную плазму. Тут об отдельных частицах в  том смысле, в котором мы говорим ("зоопарк", каоны, пионы,...) уже говорить нельзя.
Вот тут тоже возможны различные варианты - может быть, все обычные u- и d-кварки (из которых состоят протоны (uud) и нейтроны (udd) и мы тоже ) превратятся в s-кварки.

[Yarilo]

Эту тему нужно бы отнести в "Горизонты науки".
Вопрос еще: на Земле не существует вещество из только нейтронов, хотя бы устойчивое, или никто не может сделать это?

[Parfen]

Вопрос еще: на Земле не существует вещество из только нейтронов, хотя бы устойчивое, или никто не может сделать это?

Это в смысле в виде атомов? Так ведь вроде протоны нужны для электронных то орбит...
А вещество не из атомов... не представляю...
А просто собрать их вместе - распадутся. Так что или ядро или НЗ. Как я это понимаю.
Понимаю меньше наших местных ученых , но уж больно тема для меня интересна .

[Yarilo]

Вопрос еще: на Земле не существует вещество из только нейтронов, хотя бы устойчивое, или никто не может сделать это?

Это в смысле в виде атомов? Так ведь вроде протоны нужны для электронных то орбит...
А вещество не из атомов... не представляю...
А просто собрать их вместе - распадутся. Так что или ядро или НЗ. Как я это понимаю.
Понимаю меньше наших местных ученых , но уж больно тема для меня интересна .

Да, в виде атомов, точнее размером ядра обычных атомов, но нужно взять от лития. Если нейтронное вещество размером, ну допустим, пули от пневматической винтовки, то вокруг этого тела будет наблюдаться сильное гравитационное, магнитное поля. Может быть, самого учёного притянет... Фантастика 

[Parfen]

А разве ядро лития состоит только из нейтронов
Магнитное поле ведь не нейтроны дают нейтронной звезде - оно просто усиливается из-за уменьшения размеров звезды после коллапса. Так что все-таки или в ядре вместе с протонами или в НЗ... имхо.

[Yarilo]

А разве ядро лития состоит только из нейтронов

Нет, допустим, в ядре лития заменять протонов нейтронами, а другие нейтроны остаются и электроны удаляются. Представим, что ядро состоит только из 6 нейтронов, причем устойчивое. Что будет произойти с окружающим возле него?

[Parfen]

Электроны улетят, ядра сволятся в кучу... Но, как Вы собираетесь заменять протоны нейтронами?
К тому же врядли чисто нейтронное ядро может быть стабильным...

[Yarilo]

Ребенок играет, собирает и разбирает конструкцию из "Лего", затратив минимальную энергию, В школах, вузах показывают модели атомов и кристаллов, собранных из шариков (в роли атомов) и палочек (в роли связей), тоже затратив минимальную энергию. Но ученые не могут делать с частицами так просто и легко. Почему? Простите, я понимаю, но глубже надо понимать об устройстве мира.

[Stepa]

на Земле не существует вещество из только нейтронов, хотя бы устойчивое, или никто не может сделать это?

Нейтронное вещество не существует. Два нейтрона, как и два протона не образуют связанной системы. И протон с нейтроном тоже.

Ядерные силы (т.е. силы притяжения между нуклонами - протонами и нейтронами) имеют довольно сложный вид и характерной их особенностью является зависимость величины сил от направления спинов частиц, участвующих во взаимодействии.

Поскольку по принципу Паули невозможно нахождение двух частиц в одинаковых состояниях, два протона или два нейтрона должны иметь антипараллельные спины, т.е. их проекции спинов направлены противоположно.

Оказывается, что притяжения между парой нуклонов с антипараллельными спинами нет. Единственной(!) устойчивой структурой из пары нуклонов является дейтон - ядро атома дейтерия.  Спины в этой паре направлены параллельно (это уже не противоречит принципу Паули, поскольку протон и нейтрон все-таки немного разные частицы).

[jiminy]

Вот говорят, что медь красная. Но это металл. А отдельный атом меди? Он какого цвета? Думаю, здесь есть разница. Например, чтобы оторвать электрон от куска меди, требуется энергия (работа выхода) раза в 1.5-2 больше, чем оторвать его от атома меди (энергия ионизации). А с цветом как?

Другими словами, имеет ли какой-то цвет отдельный атом? Или это вопрос бессмысленный?

Спасибо.

[jiminy]

Вот фон реликтового излучения с его флуктуациями. Не так давно их вновь измерили и проанализировами. И пришли к каким-то выводам, которые не всем понятны.

Нельзя ли проинтерпретировать эти выводы в более близких нам терминах? Например, взять в качестве небесной сферы земной шар, а вместо флуктуаций реликтового фона вообразить флуктуации земного рельефа - относительно уровня мирового океана. Что можно тогда сказать содержательного о рельефе по аналогии с реликтовым фоном?

Спасибо.

[Crio]

Вот говорят, что медь красная. Но это металл. А отдельный атом меди? Он какого цвета? Думаю, здесь есть разница.

Есть 
Красный цвет меди, так же как и желтый цвет золота (остальные металлы имеют "неокрашенный" металлический блеск) появляется в следствие особенностей зонных структур этих металлов. Это не свойство атома, это свойство твердого тела с его зонной структурой.

[Parfen]

Красный цвет меди, так же как и желтый цвет золота (остальные металлы имеют "неокрашенный" металлический блеск)

В моем детстве отец как-то принес всяких горных минералов. Там был один булыжник с кристаллами металлического желтого цвета на его поверхности. Так вот, что я мог подумать, читая в какой-то книжке, что все металлы бело-серо-голубоватые кроме меди и золота...? Медь красная - отпадает, желтое только золото и латунь/бронза... латунь/бронза - дело рук человека... остается золото! В золотой лихорадке бросился искать тот булыжник... нашел, ковырнул кристаллы, а они оказались хрупкими, внутри грязно-серые и... неметаллические!