Un’occhiata all’interno delle stelle di neutroni

Le stelle di neutroni sono residui delle esplosioni di sopernove il cui materiale è talmente denso che gli atomi si fondono nei loro costituenti, i neutroni. La loro densità è così elevata che un cucchiaino del loro materiale ultra denso peserebbe circa sei miliardi di tonnellate sulla Terra.

Certe stelle di neutroni possiedono anche forti campi magnetici che sono un milione di volte più forti del campo magnetico della Terra. Non sorprende il fatto che le stelle di neutroni rappresentino un eccezionale laboratorio per gli scienziati finanziati dall’UE dove testare la materia in condizioni estreme che non possono essere riprodotte in nessun laboratorio sulla Terra.

L’obbiettivo finale del progetto NSLABDM (Neutron stars as a laboratory for dense matter) era quello di confinare le proprietà della materia sopranucleare al loro interno con misurazioni di masse, raggi e tassi di raffreddamento delle stelle di neutroni. I risultati rappresentano un progresso significativo della nostra attuale comprensione della materia che interagisce fortemente.

Le proprietà dell’ambiente caldo e denso nei nuclei delle stelle di neutroni sono state studiate nell’ambito delle teorie di campo efficace.

Gli scienziati NSLABDM sono riusciti a usare i dati su strani mesoni in esperimenti sulla collisione degli ioni pesanti, per definire un’equazione dello stato della materia nucleare per densità fino a tre volte la soglia di saturazione della materia nucleare. Basandosi su questa relazione tra densità, temperatura e pressione, hanno potuto stimare un limite per la più elevata massa ammessa per una stella di neutroni.

Inoltre, alle pressioni estremamente elevate all’interno delle stelle di neutroni, i neutroni si connettono tra loro. Le coppie prodotte si attenuano nel più basso stato energetico possibile consentito dalla fisica quantistica e si convertono in un superfluido. Gli scienziati di NSLABDM hanno analizzato differenti processi dissipativi per ricavare i coefficienti di trasporto che sono fondamentali per la comprensione della fisica microscopica della materia superfluida densa.

Tutti i risultati ottenuti sono stati descritti nelle numerose pubblicazioni di NSLABDM. I risultati della ricerca forniscono validi approfondimenti su come interagiscono le particelle fondamentali e sul materiale che forma le stelle di neutroni.