なんてこった！何ヶ月にもわたる計算の末、宇宙最強の物質が誕生した。核パスタだ。

核パスタに歯を立てるなんて、大変なことになるぞ。まず、中性子星の中に閉じ込められているので、入手するのが難しい。それに、宇宙で最も強い物質かもしれない。

中性子星は、超新星爆発でガス層を放出した死んだ恒星の残骸である。残された質量（通常は太陽質量の1倍以上）は、半径10キロメートル（6.2マイル）程度の小さな領域に押し込められており、既知の宇宙で最も密度の高い天体となっている。

強い重力が中性子星の地殻を圧縮し、固体を保っています。この層の下では、陽子と中性子の力のせめぎ合いにより、粒子は奇妙な形に配列します。時にはラザニアのような平面やスパゲッティのような細長い円筒形に配列することがあり、その学名が「核パスタ」です。

科学者たちは、核パスタはその極めて高い密度と特異な構造から、宇宙で最も強力な物質である可能性があると考えています。研究者たちは、数百万個の陽子と中性子の相互作用をモデル化する徹底的なコンピューターシミュレーションを実施し、パスタのせん断弾性率は約10 ³⁰ erg/cm ³、破断ひずみは0.1を超えると推定しました。

地球上のダイヤモンドの典型的な剪断弾性率は4.78×10⁻¹⁶^エルグ/cm ^³です。この数値が高いほど、ダイヤモンドの強度は高くなります。つまり、核融合炉の原料となる物質は、地球上の物質とは全く次元が違うということです。パーセクとキロメートルを比べるようなものです。

処理時間

シミュレーションは膨大な計算量を必要とし、200万時間にも及ぶ膨大なプロセッサ時間、つまり高性能GPUを搭載したノートパソコンで250年に相当する時間を要した。実際には、スーパーコンピュータの数百のプロセッサが並列処理を行い、1～2年で計算を完了したと、研究論文の筆頭著者であり、マギル大学理論天体物理学のポスドク研究員であるマシュー・カプラン氏はThe Register紙に語った。

「シミュレーションに時間がかかるのは、いくつかの理由があります」と彼は述べた。「まず、陽子が98万3040個、中性子が229万3760個あるため、計算すべき力が非常に多くなります。例えば、すべての陽子は他のすべての陽子と電磁的に反発するため、私たちのコードはすべての陽子間の力を計算する必要があります」と彼は付け加えた。

「これには膨大な計算が必要です。シミュレーションを行うには、この計算を何度も繰り返さなければなりません。シミュレーションは、陽子と中性子をごくわずかな距離だけ動かすことで『更新』し、次にどこに動かすべきかを計算するために力を再計算します。私たちのスーパーコンピューターはこれを1600万回以上繰り返しました。」

液体パスタ

核パスタは現実世界で最強の物質かもしれませんが、実際には固体と液体に似た性質を持つ液晶です。ラザニアシートが重なり合うように規則的な構造と秩序を持っているため、固体結晶のようです。しかし、内部の粒子がほぼ自由に動き回ることができるため、液体のようです。つまり、核パスタは十分に強く握れば、配列を変えることができるのです。

結果はあくまでもシミュレーションから得られた推定値ですが、実験的にテストする方法があるかもしれません。

「地球上の実験室で核パスタを作ることはできませんが、アナログシステムを研究することはできます。多くのポリマーや液晶にも核パスタのような相がありますが、ただ、より深刻な響きの名前が付けられているだけです！」とカプラン氏はエル・レグ誌に説明した。

有名な例としては、生細胞の生体膜が挙げられます。私たちは実際に、核パスタのラザニアが小胞体と同じ構造と構造欠陥を示すことを研究しました。科学では、あるシステムについて学ぶために、類似した特性を持つ別の類似システムを研究することがよくあるのです。

この論文はPhysical Review Letters誌に受理されました。この論文は、2つの中性子星が衝突したときに放出される重力波、そして孤立中性子星も重力波を生成するのかどうかを科学者が理解するのに役立つ可能性があります。

「ここでは極限の状況下で多くの興味深い物理現象が起こっており、中性子星の物理的特性を理解することは科学者が自らの理論やモデルを検証する方法である」とカプラン氏は火曜日に結論付けた。

「この結果により、多くの問題を再検討する必要が生じました。中性子星の地殻が崩壊して崩壊する前に、どれほど大きな山を築けるのでしょうか？それはどのような姿になるのでしょうか？そして最も重要なのは、天文学者はそれをどのように観測できるのでしょうか？」®