abril 20, 2024

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

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

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

Para ilustrar su poder, si te acercas a un magnetar a unos 1.000 kilómetros (600 millas) de distancia, todo tu cuerpo quedará destruido.

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

Sin embargo, los científicos acaban de descubrir que podría haber regiones, justo aquí en nuestro querido planeta, donde los destellos de magnetismo explotan con tal fuerza que hacen que los magnetares parezcan positivamente débiles.

¿Cómo diablos es esto posible? Usted pregunta. Bueno, la respuesta no está clara.

Comienza en el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. O, más concretamente, en Colisionador relativista de iones pesados ​​(RHIC).

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

Después de estrellar los núcleos de diferentes iones pesados ​​en este enorme acelerador de partículas, los físicos del Laboratorio Brookhaven encontraron evidencia de campos magnéticos escalares.

Ahora, al medir el movimiento de partículas aún más pequeñas (quarks (las unidades básicas de toda la materia visible en el universo) y gluones (el «pegamento» que mantiene unidos a los quarks para formar protones y neutrones), los científicos esperan obtener nuevas conocimiento del profundo funcionamiento interno de los átomos.

Es importante señalar que además de estas dos partículas elementales, existen 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 opuesto, pero la carga y el 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, mejores expertos se volverán para comprender cómo se construye la materia y, por tanto, 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 RHIC para crear colisiones descentradas de núcleos atómicos pesados, en este caso, oro.

El fuerte campo magnético generado por este proceso generó una corriente eléctrica en los quarks y gluones que fueron “liberados” de los protones y neutrones que se habían separado durante las colisiones.

El resultado es que los expertos han ideado una nueva forma de estudiar la conductividad eléctrica de este “plasma de quarks y gluones” (QGP), el estado en el que los quarks y gluones se liberan de la colisión de protones y neutrones, que ayudará a mejorar nuestra comprensión de estos asuntos. Los pilares de la vida.

La colisión de iones pesados ​​genera un campo electromagnético extremadamente fuerte(Tiffany Bowman y Jane Abramowitz/Laboratorio Nacional de Brookhaven)

«Esta es la primera medición de cómo interactúa un campo magnético con un plasma de quarks y gluones (QGP)», dijo Duo Chen, físico de la Universidad Fudan de China y líder del nuevo análisis. un permiso.

De hecho, medir el efecto de estas colisiones descentradas sobre las partículas que fluyen es la única manera de proporcionar evidencia directa de la existencia de estos fuertes campos magnéticos.

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Los expertos han creído durante mucho tiempo que este tipo de colisiones descentradas generarían fuertes campos magnéticos, pero durante años ha sido 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.

Por poco tiempo queremos decir que desaparece en diezmillonésimas de milmillonésima de milmillonésima de segundo, lo que inevitablemente hace que sea difícil notarlo.

Sin embargo, no importa cuán fugaz fuera este reino, definitivamente era increíblemente poderoso. Esto se debe a que algunos de los protones y neutrones neutros cargados positivamente que no colisionan y que forman los núcleos se envían en espiral, creando un vórtice de magnetismo tan fuerte que proporciona más gauss (unidad de inducción magnética) que una estrella de neutrones.

«Estas cargas positivas que se mueven rápidamente deberían generar un campo magnético extremadamente fuerte, que se espera sea de 1018 gauss», explicó el físico de UCLA Gang Wang.

En comparación, señaló, las estrellas de neutrones (los objetos más densos del universo) tienen campos de aproximadamente 1.014 gauss, mientras que los imanes de refrigerador producen un campo de aproximadamente 100 gauss, y el campo magnético protector de la Tierra es de apenas 0,5 gauss.

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

El campo magnético generado era mucho mayor que el campo magnético de una estrella de neutrones.(Istock)

Sin embargo, como explicamos antes, los científicos no han podido medir el campo directamente. Entonces, en cambio, observaron el movimiento colectivo de partículas cargadas.

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«Queríamos ver si las partículas cargadas generadas por colisiones de iones pesados ​​descentrados se desviaban de una manera que sólo podía explicarse por la presencia de un campo electromagnético en las pequeñas motas de QGP que surgían en estas colisiones», dijo Aihong Tang. , físico del laboratorio Brookhaven.

El equipo rastreó el movimiento colectivo de diferentes pares de partículas cargadas y descartó la influencia de influencias no electromagnéticas en competencia.

«En última instancia, vemos un patrón de desviación dependiente de la carga que sólo puede ser estimulado 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 generan un campo electromagnético en QGP, pueden verificar la conductividad de QGP.

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

«El grado de desviación de las partículas está directamente relacionado con la intensidad del campo electromagnético y la conductividad del QGP, y nadie ha medido la conductividad del QGP antes».

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