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Il vuoto, quello che immaginiamo come uno spazio silenzioso e privo di qualsiasi cosa, potrebbe nascondere molto più di quanto pensiamo. La fisica quantistica lo suggerisce da tempo e ora arriva un indizio piuttosto solido a sostegno di una vecchia teoria, grazie a IXPE, l’osservatorio spaziale frutto della collaborazione tra NASA e Agenzia Spaziale Italiana. La scoperta riguarda un fenomeno previsto quasi novant’anni fa e mai davvero verificato fino a oggi.
Il punto di partenza è una previsione che i fisici portano avanti da circa 90 anni. Un campo magnetico sufficientemente potente, secondo i calcoli, potrebbe modificare persino il modo in cui la luce attraversa lo spazio apparentemente vuoto. Bella idea sulla carta, peccato che ci sia un ostacolo enorme. Sulla Terra non riusciamo a creare condizioni tanto estreme da poterla mettere alla prova. I nostri laboratori, per quanto avanzati, restano troppo modesti per un compito del genere.
Una magnetar come laboratorio naturale
La natura, però, gioca in un altro campionato. E offre laboratori che noi non potremmo mai costruire. Uno di questi è 1E 1547-5408, una magnetar, cioè il nucleo ultracompatto rimasto dopo la morte di una stella massiccia. Per farla semplice, quando una grande stella arriva alla fine della sua esistenza, quello che resta è un oggetto densissimo e piccolissimo, con caratteristiche fisiche difficili persino da immaginare.
Le magnetar sono stelle di neutroni dotate dei campi magnetici più intensi che si conoscano in tutto l’Universo. Roba che sulla Terra non ha nemmeno un paragone lontano. Ed è esattamente in un ambiente così estremo che i fenomeni previsti dalla teoria quantistica possono manifestarsi in modo osservabile. Il campo magnetico di questi oggetti è talmente potente da diventare, di fatto, il laboratorio perfetto che qui non riusciremmo mai a ricreare.
È proprio puntando lo sguardo verso questa magnetar che IXPE potrebbe aver trovato la prova più convincente ottenuta finora della cosiddetta birifrangenza del vuoto. Un termine che suona complicato ma che, in sostanza, descrive proprio quel comportamento particolare della luce quando incontra un campo magnetico estremo. Il fenomeno era stato previsto dall’elettrodinamica quantistica nel 1936, e da allora era rimasto sospeso tra la teoria e la conferma sperimentale.
Il fatto che a raccogliere questi dati sia stato un osservatorio nato dalla collaborazione tra un’agenzia americana e una italiana aggiunge un valore particolare al risultato. IXPE è specializzato nello studio della polarizzazione dei raggi X, ovvero il modo in cui questa radiazione si orienta nello spazio, e questa capacità si è rivelata fondamentale per cogliere le tracce di un effetto tanto sottile quanto teorizzato da decenni.
Non capita spesso che una previsione formulata quasi un secolo fa trovi finalmente un riscontro concreto grazie a un oggetto celeste così estremo. La birifrangenza del vuoto rappresenta uno di quei casi in cui l’osservazione dell’Universo profondo permette di verificare leggi fisiche che sulla Terra rimangono, almeno per ora, fuori dalla nostra portata.
