Nell’immensità dell’universo, esiste un luogo in cui la materia subisce una distorsione così estrema da generare forze magnetiche di una potenza inimmaginabile. Questi luoghi sono chiamati magnetar, astri che rappresentano i nuclei compatti di stelle neutroni, con campi magnetici concentrati fino a una straordinaria intensità di circa 100 trilioni di gauss.
Esplorando le forze nascoste dell’atomo
Ciò che sorprende è che, incredibilmente, potrebbero esistere zone proprio qui sulla Terra in cui piccole sacche di magnetismo raggiungono intensità che superano di gran lunga quelle dei magnetar stellari. Ricerche recenti condotte presso il Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, situato presso il Brookhaven National Laboratory, hanno rivelato tracce di campi magnetici record. Questi segni sono stati impressi sul materiale espulso dalla collisione di nuclei di ioni pesanti, aprendo una finestra su fenomeni magnetici raramente osservati in laboratorio.
Gli scienziati hanno analizzato i detriti di particelle di quark e gluoni, che sono liberati dagli scontri di nuclei di ioni pesanti. Questi esperimenti hanno fornito nuove comprensioni sulle forze che agiscono nei recessi più profondi degli atomi. Il fisico della collaborazione STAR al RHIC, Diyu Shen, afferma: “Questa è la prima misurazione di come il campo magnetico interagisce con il plasma di quark-gluoni“.
I quark, particelle fondamentali che emergono e scompaiono in tempeste quantistiche, interagiscono brevemente attraverso i gluoni, particelle che legano i quark nei protoni e nei neutroni. Capire i movimenti di quark e antiquark all’interno delle particelle nucleari aiuta i fisici a comprenderne la struttura fondamentale.
Mappare l’attività di queste particelle attraverso l’effetto magnetico chirale è teoricamente possibile ma, nella pratica, il campo elettromagnetico in un nebbione di quark e gluoni è troppo fugace per essere osservato direttamente. In uno scenario in cui si pensava potesse essere creato un campo magnetico significativo era durante una collisione tra nuclei pesanti non perfettamente centrata.
Un viaggio nel cuore dei campi magnetici estremi
Durante queste collisioni, i protoni all’interno dei grandi gruppi sarebbero stati catapultati in un vortice carico, generando un potentissimo turbine magnetico che avrebbe potuto raggiungere un campo magnetico di 10^18 gauss, considerato uno dei campi magnetici più intensi nell’intero universo.
Sebbene queste esplosioni di magnetismo sarebbero 10.000 volte più forti del magnetar più potente, durerebbero solo una frazione di tempo infinitesimale, rendendo impossibile qualsiasi osservazione diretta del campo magnetico stesso. La sua presenza sarebbe percepita dalle particelle cariche rilasciate dalla collisione, consentendo agli scienziati di studiare indirettamente queste forze magnetiche estreme.
Questi esperimenti aprono una finestra su fenomeni magnetici straordinariamente potenti, permettendo ai ricercatori di esplorare il comportamento dei campi magnetici in condizioni estreme. Queste scoperte ci spingono a riflettere sulla complessità della materia e sull’importanza di esplorare i confini della nostra comprensione scientifica. La ricerca continua a rivelare aspetti affascinanti dell’universo che sfidano le nostre aspettative e ci spingono a perseguire nuovi orizzonti di conoscenza.