Los científicos acaban de crear el campo magnético más fuerte del universo.

Los científicos acaban de crear el campo magnético más fuerte del universo.

Quizás nunca hayas oído hablar de los magnetares, pero son, en pocas palabras, un tipo exótico de estrella de neutrones cuyo campo magnético es aproximadamente un billón de veces más fuerte que el de la Tierra.

Para ilustrar su fuerza, si te acercaras a un magnetar a menos de 1.000 kilómetros (600 millas), tu cuerpo quedaría completamente destruido.

Su campo inimaginablemente poderoso arrancaría electrones de tus átomos, convirtiéndote en una nube de iones monoatómicos (átomos individuales sin electrones) como TerraCieloNotas.

Sin embargo, los científicos acaban de descubrir que puede haber áreas, justo aquí en nuestro querido planeta, donde explosiones de magnetismo explotan con fuerza suficiente para hacer que los magnetares parezcan completamente tenues.

¿Cómo diablos es eso posible? Usted pregunta. Bueno, la respuesta no es sencilla.

El proyecto comienza en el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE). O, más precisamente, a su Colisionador relativista de iones pesados ​​(RHIC).

Los científicos pueden rastrear las trayectorias de las partículas que emergen de colisiones de iones pesados ​​en el RHIC(Roger Stoutenburgh y Jen Abramowitz/Laboratorio Nacional de Brookhaven)

Después de explotar núcleos de varios iones pesados ​​en este enorme acelerador de partículas, los físicos del Laboratorio Brookhaven encontraron evidencia de campos magnéticos sin precedentes.

Ahora, midiendo el movimiento de partículas aún más pequeñas –quarks (los componentes básicos de toda la materia visible en el universo) y gluones (el “pegamento” que une los quarks para formar protones y neutrones)– los científicos esperan obtener nuevos resultados. conocimientos sobre el profundo funcionamiento interno de los átomos.

Es importante señalar que, junto a estas dos partículas elementales, existen los antiquarks.

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Para cada “sabor” de quark, hay un antiquark, que tiene la misma masa y energía en reposo que su quark correspondiente, pero carga y número cuántico opuestos.

La vida de los quarks y antiquarks dentro de las partículas nucleares es corta. Pero cuanto más podamos comprender cómo se mueven e interactúan, mejor comprenderán los expertos cómo se construye la materia y, por extensión, el universo entero.

Para mapear la actividad de estas partículas fundamentales, los físicos necesitan un campo magnético extremadamente fuerte.

Para crear esto, el equipo del Laboratorio Brookhaven utilizó el RHIC para crear colisiones descentradas de núcleos atómicos pesados, en este caso, oro.

El potente campo magnético generado por este proceso indujo una corriente eléctrica en los quarks y gluones, que quedaron «liberados» de los protones y neutrones que se habían separado durante las colisiones.

Gracias a ello, los expertos han creado una nueva forma de estudiar la conductividad eléctrica de este “plasma de quarks y gluones” (QGP), un estado en el que los quarks y gluones se liberan mediante la colisión de protones y neutrones, que ayudará a mejorar nuestra comprensión de estos fenómenos. elementos fundamentales de la vida.

Las colisiones de iones pesados ​​generan un campo electromagnético inmensamente fuerte(Tiffany Bowman y Jen Abramowitz/Laboratorio Nacional de Brookhaven)

«Esta es la primera medición de cómo interactúa el campo magnético con el plasma de quarks y gluones (QGP)», dijo Diyu Shen, físico de la Universidad Fudan de China y líder del nuevo análisis. una declaración.

Y, de hecho, medir el impacto de estas colisiones descentradas sobre las partículas que se escapan es la única manera de proporcionar evidencia directa de la existencia de estos poderosos campos magnéticos.

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Los expertos han creído durante mucho tiempo que este tipo de colisiones descentradas generarían potentes campos magnéticos, pero durante años fue imposible demostrarlo.

Esto se debe a que las cosas suceden muy rápidamente en las colisiones de iones pesados, lo que significa que el campo no dura mucho.

Y por no mucho queremos decir que desaparece en diezmillonésimas de milmillonésima de milmillonésima de segundo, lo que, inevitablemente, dificulta su observación.

Sin embargo, por muy fugaz que sea este campo, es absolutamente seguro. Esto se debe a que algunos de los protones y neutrones neutros cargados positivamente que no chocan y que forman los núcleos son enviados en espiral, dando como resultado un vórtice de magnetismo tan poderoso que proporciona más gauss (la unidad de inducción magnética) que una estrella de neutrones.

«Esas cargas positivas que se mueven rápidamente deberían generar un campo magnético muy fuerte, que se prevé sea de 1018 gauss», explicó Gang Wang, físico de la Universidad de California.

A modo de comparación, observó que las estrellas de neutrones, los objetos más densos del universo, tienen campos que miden alrededor de 1014 gauss, mientras que los imanes de refrigerador producen un campo de alrededor de 100 gauss y el campo magnético protector de la Tierra es de sólo 0,5 gauss.

Esto significa que el campo magnético creado por colisiones descentradas de iones pesados ​​es «probablemente el más fuerte de nuestro universo», dijo Wang.

El campo magnético generado era considerablemente mayor que el de una estrella de neutrones.(iStock)

Sin embargo, como se explicó antes, los científicos no pudieron medir directamente el campo. En cambio, observaron el movimiento colectivo de partículas cargadas.

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«Queríamos ver si las partículas cargadas generadas en las colisiones de iones pesados ​​descentrados se desviaban de una manera que sólo podía explicarse por la existencia de un campo electromagnético en los pequeños granos QGP creados en estas colisiones», dijo el investigador Aihong Tang. dijo un físico del laboratorio de Brookhaven.

El equipo supervisó el movimiento colectivo de varios pares de partículas cargadas, descartando la influencia de efectos no electromagnéticos en competencia.

«Con el tiempo, vemos un patrón de desviación dependiente de la carga que sólo puede ser desencadenado por un campo electromagnético en el QGP, una clara señal de inducción de Faraday (una ley que establece que un cambio en el flujo magnético induce un campo eléctrico)», confirmó Tang.

Ahora que los científicos tienen evidencia de que los campos magnéticos inducen un campo electromagnético en el QGP, pueden investigar la conductividad del QGP.

«Esta es una propiedad crítica e importante», dijo Shen. “Podemos inferir el valor de la conductividad a partir de nuestra medición del movimiento colectivo.

«El grado en que las partículas se desvían está directamente relacionado con la intensidad del campo electromagnético y la conductividad en el QGP, y nadie había medido antes la conductividad del QGP».

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