Effetti quantistici: osservata la birifrangenza del vuoto

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Non vi spaventate per il titolo i miei articoli sono sempre estremamente semplici e più informativi che divulgativi. Quello che è importante da sapere è che la birifrangenza del vuoto è un effetto quantistico che si osserva non solo a scala subatomica ma anche nel mondo macroscopico e quando dico macro intendo davvero macro, direi mega, visto che si parla di un fenomeno che riguarda l’astronomia.effetti quantistici RX J1856.5-3754
Altro punto è che la fisica teorica aveva ipotizzato questo effetto addirittura negli anni ’30, mentre nel 2000 l’astrofisico Nir Shaviv dell’Università di Gerusalemme e il collega Jeremy Heyl dell’Università della Brititish Columbia di Vancouver avevano ipotizzato il fenomeno astrofisico che è una manifestazione su larga scala della birifrangenza del vuoto.
Punto di orgoglio per noi italiani è che il team di astrofisici che ha (probabilmente, come sempre serviranno ulteriori conferme) osservato l’effetto previsto da Shaviv ed Heyl è capitanato da Roberto Mignani dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). Ne hanno dato notizia in un articolo pubblicato il 2 novembre sul Monthly Notices of The Royal Astronomical Society.
Cos’è la birifrangenza del vuoto
Nella fisica classica il vuoto è vuoto, nella fisica quantistica nel vuoto si formano continuamente coppie di particelle a anti-particelle  che durano troppo poco prima di annichilirsi per essere osservate direttamente. Però queste particelle possono cambiare la natura del vuoto interagendo per esempio con un forte campo elettrico.
Cosa avevano previsto Shaviv ed Heyl
I due fisici teorici avevano predetto che l’enorme potenza del campo magnetico di una stella di neutroni  che è 10 bilioni (cioè 10000 miliardi) di volte più forte del debole campo magnetico terrestre avrebbe provocato un fenomeno di birifrangenza che avrebbe polarizzato la luce della stella.
Cosa ha osservato il team di Roberto Mignani
Gli astrofisici hanno osservato una stella di neutroni relativamente vicina conosciuta come RX J1856.5-3754 utilizzando il VLT (very large telescope) dell’osservatorio europeo che si trova in Cile a Cerro Paranal, le osservazioni sono state svolte tra maggio e giugno del 2015. Il risultato osservato ha mostrato una polarizzazione del 16,4%. Gli scienziati naturalmente hanno anche tenuto conto di altri possibili effetti che potevano giustificare la polarizzazione e certamente dovranno essere effettuate altre rilevazioni per confermare che la polarizzazione osservata si possa spiegare solo con la birifrangenza del vuoto ma Shaviv ha commentato che quanto osservato da Mignani e colleghi “It definitely looks like it, smells like it”  cioè decisamente appare e odora come (se lo fosse).
Le difficoltà tecniche
Il risultato di Mignani e colleghi è comunque rimarchevole perché l’osservazione che hanno portato a termine era difficilissima, il motivo è che le stelle di neutroni emettono soprattutto raggi X, l’emissione di luce visibile è sovrastata da quella di raggi X, ma gli attuali telescopi per captare raggi X non sono in grado di verificarne la polarizzazione quindi loro hanno dovuto effettuare l’osservazione su quella flebile emissione di luce nello spettro visibile. I ricercatori sperano di avere in orbita entro i prossimi dieci anni un telescopio spaziale per raggi X in grado di poter misurare la polarizzazione a quel punto questo effetto quantistico non sarà più solo una conferma di una teoria ma diventerà uno strumento per apprendere informazioni sulle caratteristiche fisiche della stella di neutroni.

Roberto Todini

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