Что же получится при "разжатии" нейтронной звезды - большой вопрос. Физика на него ответа не знает. И дело здесь даже не в "страпельках". Дело в том, что мы очень мало знаем фазовую диаграмму ядерного вещества (= обычного вещества при ядерных плотностях).
Мало знаем для точного расчета нейтронных звезд, а для вопроса о стабильности свободного "нейтронного вещества" знаем достаточно - нестабильно оно. Магнитное взаимодействие нуклонов - чепуховое, а странные нуклоны (чьи уровни Ферма не заполнены) из-за большой массы не рождаются даже под давлением, создаваемым в недрах нейтронных звезд, где ядерная плотность гораздо больше чем в обычных ядрах.
Нам известны два "острова стабильности":
- обычные ядра атомов - в диапазоне примерно
;
- нейтронная материя нейтронных звёзд - вырожденный нейтронный газ, стабилизированный внешним давлением (гравитационным, но это не важно) - это
Дык, под внешним давлением стабилизируются ядерные капли для любого A.
Без внешнего давления, у большинства малых ядер (кроме 89 штук) стабильность вообще динамическая, не истинная, хотя многие из них долгоживущие по ядерной мерке времени. Чисто нейтронные ядра (
.) нестабильны даже с точки зрения ядерных сил. Правда малопротонные ядра (сверхтяжелого водорода и гелия) достаточно устойчивы, но вряд ли за счет большего числа нейтронов и насыщения нейтронных связей. Насыщение нейтрон-нейтронных сил слабо помогает ядерной связности, иначе бы тяжелые нейтроноизбыточные ядра не испытывали бы нейтронный распад, а только бета-распад. Нейтронные капли должны быть достаточно рыхлыми (и очевидно холодными), чтобы нейтроны не разлетелись быстро из-за собственной высокой энергии Ферми.
А что лежит между ними - мы понятия не имеем. Может быть, существуют какие-нибудь ещё стабильные "капли нейтронов" при
? Или при
? Теоретически рассчитать такие штуки - неподъёмно. Экспериментально до них не добраться. То есть, этот промежуток в сорок порядков - абсолютная Terra Incognita.
Ядерные силы насыщаемы, т.е. короткодействующие и с ограниченным числом близких соседей из-за твердой сердцевины. Для достаточно больших A, поверхностным натяжением можно пренебречь, и стабильность "капли нейтронов" перестает зависеть от величины A, плотность и удельная энергия связи нейтронной капли будет оставаться постоянной. Достаточно большие капли нейтронов либо все скопом стабильны, либо нестабильны. Все эти сорок порядков при нулевом давлении не содержат никакой экзотики. В нейтронной звезде давление спадает к поверхности, и ядерная материя переходит, сначала в пористое "сотовое" состояние, потом в большие изолированные ядерные капли, потом в обычные ядра, в основном околожелезные - последнее известно из наблюдений. Будь капли нейтронов стабильны без внешнего давления, они поглотили бы обычные ядра на поверхности нейтронной звезды и, вдобавок, вещество поверхности, сжавшись, упало бы на более низкий гравитационный потенциал. Но этого не происходит.
Механизм распада больших рыхлых капель нейтронов, если они не разлетаются сразу подобно атомам гелия в при нулевом давлении и любой температуре, очевиден. Здесь работает капельная модель. За счет слабого взаимодействия нейтроны начинают распадаться на протоны и электроны. Протоны увеличивают ядерную плотность и значит энергию связи, что энергетически выгодно, так как они начинают заполнять низкие уровни Ферми для своих квантовых чисел. Электронам в НЗ некуда деваться и они, заполнив свои низкие уровни Ферми, вырождаются, причем гораздо раньше протонов (при в 2000 раз меньшей концентрации), поэтому процесс прекращается при их концентрации (точно не помню) в доли процентов от нейтронной. В свободной нейтронной капле лишние электроны просто выходят наружу, а не заполняют высокие уровни энергии Ферми. Заряд протонов становится частично нескомпенсированным внутри капли. В очень тяжелых обычных ядрах, электроны низких орбит тоже могут находится внутри ядра и слегка компенсируют его заряд. Далее вступает в силу закон Кулона. Чтобы заметно повлиять на ядерную энергию связи концентрация протонов должна стать близка к нейтронной
, но гораздо раньше электростатическая энергия связи протонов
убьет этот выигрыш от роста ядерной энергии связи
. Нейтронная капля под действием кулоновских сил отталкивания удлиняет форму и разрывается на несколько меньших частей (со стороны ядерных сил препятствий этому нет). Отдаляясь, эти части уменьшают величину своей общей кулоновской энергии, а ядерная энергия связи почти не меняется, так как поверхностная ее часть относительно мала. Но энергия связи растет за счет образования протонов. Процесс развала с ростом доли протонов повторяется до образования обычных ядер
.