Теплая плотная материя имеет плотность до тысячи раз больше, чем у обычных твердых тел. Он существует, например, как следствие огромной гравитации внутри карликовых звезд. В лабораторных экспериментах это состояние может создаваться на короткие периоды времени в диапазоне от нано- до микросекунд под воздействием лазерного излучения высокой интенсивности.
Достаточно долго, чтобы исследователи со всего мира могли исследовать это состояние материи с помощью экспериментов или компьютерного моделирования. «Точное знание о теплой плотной материи — ключ к ответу на многие астрофизические вопросы. Например, это помогает нам определить возраст галактик, а также важно для технологических приложений, таких как термоядерный синтез с инерционным удержанием, или для понимания того, как материалы ведут себя под экстремальным давлением, — говорит Бонитц, — чтобы классифицировать значимость результатов.
Предыдущие теоретические модели могли дать только приблизительную информацию о характеристиках теплой плотной материи.
Причиной этого является особая сложность взаимодействия между составляющими частицами, но особенно поведение вовлеченных электронов. Они сильно взаимодействуют друг с другом и, в то же время, подчиняются законам квантовой механики, так что до сих пор их нельзя было надежно описать с помощью существующих моделей.
Благодаря новому методу моделирования теперь можно лучше понимать результаты экспериментов и делать надежные прогнозы для новых измерений.
Подход исследовательской группы из Киля позволяет избежать упрощений, использованных в предыдущих теоретических моделях. «Поэтому оправданно рассматривать наш подход как компьютерный эксперимент, дающий точные результаты», — продолжает Бонитц. Эти открытия, сделанные в Кильском университете, теперь формируют основу для улучшения существующих и разработки новых численных методов, которые позволят в будущем полностью описать теплую плотную материю.