Cele mai puternice câmpuri magnetice ar putea fi chiar aici pe Pământ

Există locuri în Univers unde materia devine atât de distorsionată încât magnetismul devine o forță de neimaginat. Cunoscute sub numele de magnetari, nucleele stelelor neutronice extrem de dinamice compresate gravitațional concentrează câmpurile magnetice la o intensitate de aproximativ 100 de trilioane de gauss. Unde sunt cele mai puternice câmpuri magnetice?

Cu toate acestea, ar putea exista zone aici pe Pământ în care mici bule de magnetism ating intensități care depășesc chiar și aceste monstruozități cosmice.

Ce sunt cele mai puternice câmpuri magnetice? Analiza interacțiunilor de particule la Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) din cadrul Laboratorului Național Brookhaven al Departamentului de Energie al SUA a descoperit urme ale unor câmpuri magnetice care bat recordurile, imprintate pe norul de material ejectat în urma coliziunilor între nucleele diferiților ioni grei.

Cum sunt măsurate cele mai puternice câmpuri magnetice?

Măsurând „așchiile” chiar și ale particulelor mai mici, cum ar fi quarcii și particulele gluon eliberate de coliziunile din afara centrului, fizicienii au obținut înțelegeri asupra forțelor care lucrează adânc în interiorul atomilor.

„Aceasta este prima măsurare a modului în care câmpul magnetic interacționează cu plasma de quarc-gluon (QGP)”, spune Diyu Shen, fizician în cadrul colaborării Solenoidal Tracker RHIC (STAR) în Departamentul de Energie.

Quarcii sunt particule fundamentale care clipesc în și în afara existenței în viscole cuantice, interacțiunile lor fiind guvernate de particulele gluon efemere care leagă furtuni de quarci și antiquarci în protoni și neutroni, formând toți atomii.

Cunoașterea modului în care quarcii și antiquarcii se mișcă în scurta lor viață în interiorul particulelor nucleare îi ajută pe fizicieni să înțeleagă mai bine construcția materiei de la bază, scrie Science Alert.

Quarci și antiquarci

Chiar dacă este teoretic posibil să cartografiem activitatea quarcilor și a anticuarcilor folosind ceva cunoscut sub numele de „chiral magnetic effect”, în practică, câmpul electromagnetic dintr-un nor de quarci și gluoni expuși este prea efemer pentru a putea fi observat, cedând rapid în fața fluxului de curent competitiv.

O situație în care fizicienii au crezut că un câmp magnetic util ar putea fi generat a fost o coliziune între nuclee grele nu perfect centrate.

Ciocnindu-se unul cu altul, protonii din aglomerările masive ar fi trimiși într-un vârtej încărcat, rezultând într-un vârtej puternic de magnetism, atât de puternic încât ar putea furniza mai mulți gauss decât o stea neutronică.

„Aceste particule pozitive care se mișcă rapid ar trebui să genereze un câmp magnetic foarte puternic, estimat la 10¹⁸ gauss. Acestea sunt probabil cele mai puternice câmpuri magnetice din universul nostru”, spune fizicianul Gang Wang.

Asta ar face aceste fulgere de magnetism de 10.000 de ori mai puternice decât cel mai puternic magnetar și de 10¹⁵ ori mai puternice decât cei 100 de gauss ai unui magnet de frigider obișnuit.

Cele mai puternice câmpuri magnetice au o durată de viață foarte scurtă

În timp ce magnetarii ar putea produce maelstroeme magnetice timp de zeci de mii de ani, aceste explozii de magnetism induse de protoni ar dura doar zece milionimi de miliardimi de miliardimi de secundă, făcând orice privire asupra câmpului imposibilă. Totuși, prezența sa ar fi simțită de către quarcii încărcați eliberați de coliziune.

Aruncând nuclee de aur unul către celălalt la diverse energii, împreună cu coliziuni reciproce între ruteniu și zirconiu, cercetătorii au putut să filtreze resturile și să identifice traseele urmate de particule care semnificau prezența câmpului magnetic.

Știind acest lucru, au putut măsura distribuția particulelor într-un mod care furniza detalii importante despre conductivitatea electrică a plasmei de quarc-gluon.

„Putem deduce valoarea conductivității din măsurarea mișcării colective. Gradul în care particulele sunt deviate este legat direct de puterea câmpului electromagnetic și de conductivitatea în QGP; și nimeni nu a măsurat conductivitatea QGP înainte”, spune Shen.

Această cercetare a fost publicată în Physical Review X.

Vă recomandăm să citiți și:

Revenire spectaculoasă pentru sonda SLIM, trimisă de japonezi pe Lună

Astronomii au găsit „ceva nemaivăzut până acum” pe suprafața unei stele

Planeta dispărută din Sistemul Solar mai are un singur loc unde să se ascundă

Jobul de vis de la NASA: agenția caută oameni care să trăiască la fel ca pe Marte!