Nell’universo esistono fenomeni che distorcono la materia in modi sorprendenti, tra cui le magnetar, stelle di neutroni dalla gravità estrema che concentrano campi magnetici con forze astronomiche, raggiungendo circa 100 trilioni di gauss. Questi giganti cosmici, tuttavia, potrebbero trovare una sfida inaspettata qui sulla Terra, dove, secondo studi recenti, esistono zone capaci di generare magnetismo di intensità ben superiore.
Un’indagine condotta presso il Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) del Brookhaven National Laboratory, parte del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, ha rivelato l’esistenza di campi magnetici record, nati dagli scontri tra nuclei di vari ioni pesanti. Questi scontri liberano spruzzi di materiale che, analizzati, hanno permesso di approfondire le forze che operano all’interno degli atomi, svelando nuove conoscenze sul comportamento dei quark e dei gluoni, particelle elementari che compongono i protoni e i neutroni. Diyu Shen, fisico del gruppo Solenoidal Tracker at RHIC ha infatti annunciato con entusiasmo i risultati della ricerca:
Abbiamo misurato per la prima volta l’interazione del campo magnetico con il plasma di quark-gluoni (QGP).
Questi studio apre nuove strade per comprendere la struttura fondamentale della materia, esplorando le tempestose interazioni tra quark e antiquark, governate dalle particelle gluoniche. L’esistenza effimera di queste particelle all’interno degli atomi rende lo spazio atomico un ambiente estremamente ostile, dove la mappatura delle attività dei quark è complicata dall’effetto magnetico chirale e dalla breve durata dei campi elettromagnetici generati.
La potenza inaspettata dei campi magnetici terrestri
La collisione di nuclei pesanti, leggermente decentrata, crea un potente vortice di magnetismo, superando persino la forza delle magnetar, come spiegato da Gang Wang, altro fisico dello STAR:
Queste cariche in rapido movimento dovrebbero generare un campo magnetico fino a 1018 gauss, probabilmente il più forte dell’universo. Questo fenomeno rende i campi magnetici terrestri mille volte più forti delle magnetar e inimmaginabilmente superiori ai comuni magneti.
Nonostante la brevità di questi lampi magnetici, la loro esistenza viene rivelata attraverso i quark carichi liberati dalle collisioni, con il rivelatore STAR che ha permesso di tracciare le particelle risultanti da scontri ad alta energia. Questo studio non solo ha messo in luce la presenza di tali campi magnetici ma ha anche offerto dati preziosi sulla conduttività elettrica del plasma quark-gluon, come sottolineato da Shen:
Possiamo inferire il valore della conduttività elettrica grazie alla misurazione del movimento collettivo delle particelle. Questa scoperta apre nuove frontiere nella comprensione della materia a livello quantistico.
Questa ricerca, pubblicata su Physical Review X, segna un passo avanti significativo nella fisica delle particelle, offrendo nuove prospettive sulla struttura della materia e sui misteriosi campi magnetici dell’universo.