Etoiles à neutrons: Etat Superfluide

[invite1778c791]

Bonjour,

Je suis sur un exposé concernant les étoiles à neutrons et principalement leur état superfluide. Après de nombreuses recherches sur les étoiles à neutrons, j'ai réussi à parler de leur formation, et de leur structure. Cependant j'ai du mal à comprendre ce qu'est un état superfluide, et surtout comment l'associer aux étoiles à neutrons.

Le terme « superfluide » a été introduit en 1937 par P. Kapitza pour décrire les résultats de ses expériences sur l'hélium 4 liquide à très basse température. En effet, au-dessous de 2,17 K celui-ci est susceptible de s'écouler sans viscosité apparente à travers des pores microscopiques

Voilà ce que j'ai trouver sur la superfluidité, mais y a t il un rapport avec les étoiles à neutrons?
Merci d'avance pour vos réponses et conseils.
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[invitea29d1598]

bonjour,

Sur la superfluidité de manière générale tu peux regarder cette conférence, où tu entendras parler en particulier de ce qui se passe lorsqu'un superfluide est mis en rotation.

Dans une étoile à neutrons, même si les nucléons (neutrons et protons) sont des fermions [et donc soumis au principe d'exclusion de Pauli], ils peuvent former des paires grâce à l'interaction forte. C'est un peu la même chose que pour les électrons dans les supraconducteurs [cf les paires de Cooper] sauf que les neutrons ne sont pas chargés. Le resultat est que tu peux avoir un superfluide de neutrons [d'un certain type vers la surface et d'un autre type dans le coeur de l'étoile, ce second étant plus hypothétique que le premier] et un fluide supraconducteur de protons [qui pourrait exister dans le coeur mais dont l'existence est moins certaine que celle du superfluide de neutrons près de la surface].

Pour le superfluide de neutrons, la propriété la plus facilement visible est reliée au comportement rotatif particulier. Pour ce dernier point voir par exemple vers la page 104 de ce document (ce qui concerne les "glitches" et le ralentissement des pulsars). Mais cette superfluidité joue aussi un rôle important par exemple pour ce qui est de la dynamique de l'étoile (par exemple ses oscillations ne sont pas identiques si elle est superfluide ou pas) et son évolution thermique [la superfluidité joue sur les réactions possibles pour le refroidissement ainsi que sur la capacité calorifique, mais tout ceci n'est pas trivial à expliquer sans rentrer dans des détails assez techniques].

Pour ce qui est des protons, le fluide supraconducteur qu'ils peuvent former joue des rôles similaires [pour le refroidissement et la dynamique] mais un peu moins importants comme il y a environ un proton pour 10 neutrons. En revanche, l'état supraconducteur s'il existe est crucial pour la structure magnétique car comme tu dois le savoir dans un certain type de supraconducteur un champ magnétique est expulsé alors que dans un autre il peut subsister sous forme de tubes de champs (voir par exemple ça). Pour ce qui est du type de supraconductivité des protons dans les étoiles à neutrons, la question est encore ouverte.