Categorie: Stelle di neutroni
Tags: adroni fermioni Pauli stelle di quark stelle strane
Scritto da: Vincenzo Zappalà
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Come non diventare un buco nero: le stelle di quark ***
Parlando di stelle di Planck abbiamo visto come, almeno teoricamente, si potrebbe descrivere ciò che capita all'interno dell'orizzonte degli eventi. Un passo verso la tanta agognata gravità quantistica. Tuttavia, la strada per formare un buco nero è tutt'altro che facile. Una stella che smetta di produrre energia nel suo nucleo attraverso le reazioni di fusione cerca in tutti i modi di evitare il collasso della materia, ben sapendo che se non lo facesse potrebbe diventare un buco nero, ossia una stella talmente densa che niente potrebbe più scappare, nemmeno la luce. Molto probabilmente non a tutte le stelle piace questa "fine" ed esse chiedono aiuto al Principio di Pauli.
Lo abbiamo già descritto esaurientemente e ricordiamo solo che esso vieta a due fermioni identici di condividere lo stesso stato quantico. Gli elettroni sono fermioni, per cui sono ammessi solo due elettroni per orbitale che abbiano spin opposti. Tutti gli altri devono sistemarsi su orbitali più grandi, creando, alla fine, una specie di "scudo" contro la gravità che tende a "schiacciare" la materia. Questo è il processo più semplice ed è quello che permette di formare le nane bianche a seguito della fase terminale di una stella di massa solare, attraverso una nebulosa planetaria.
Pauli, però, non si limita a questo. Anche i neutroni sono fermioni e devono sottostare alla sua legge. Quando una stella è molto massiccia, il suo collasso causa una tale gravità che lo scudo elettronico non è più sufficiente. Tuttavia, ci pensano i neutroni che si formano in numero enorme facendo collidere protoni ed elettroni. Sono loro che, adesso, creano uno scudo ben più resistente alla gravità. Si formano, cioè, le stelle di neutroni, nate a seguito delle supernove.
E poi? Se la gravità fosse ancora più grande e riuscisse a disintegrare addirittura i neutroni? Sappiamo che essi sono composti da quark (ne abbiamo parlato a lungo) e sappiamo anche che i quark sono fermioni. Il che vuol dire che anch'essi devono seguire il principio di Pauli, per cui potremmo aspettarci un nuovo scudo protettivo formato da quark liberi. Un qualcosa che assomiglia molto alle condizioni iniziali del dopo-Big Bang.
Purtroppo queste condizioni non sono riproducibili negli esperimenti ed è praticamente impossibile osservarle nella realtà. Innanzitutto, si riesce ad avere stabilità nella stella così degenere solo se ci si limita al suo nucleo più interno. Attorno ad esso la stella sembrerebbe perfettamente uguale a una stella di neutroni. Sarebbe, comunque, una stabilità di breve durata e si può dimostrare che i quark che formano i neutroni devono trasformarsi in quark STRANI (si chiamano proprio così) dotati di una massa più grande di quelli "normali".
Come potersene accorgere? I tentativi fatti finora hanno portato a candidati molto controversi e si riferiscono -quasi sicuramente- a normali stelle di neutroni. Le stelle di quark e soprattutto quelle di quark strane sono una pedina fondamentale per analizzare uno stato della materia che potrebbe essere quella primigenia. Non solo, però... saremmo di fronte a una situazione veramente unica: l'esistenza dei quark strani dipende soltanto dalla pressione e non dalla temperatura. Il che vuol dire che siamo di fronte a una battaglia del microcosmo contro la pura legge di gravità. Micro e macrocosmo sono a confronto... con tutti i risvolti possibili relativamente alla gravità quantistica.
Quanto abbiamo detto, fa anche pensare che potrebbero essere sopravvissute stelle di quark createsi quando la materia era formata da quark strani e prima che temperatura e pressione cambiassero le regole del gioco. Queste "stelle" primordiali potrebbero, perciò, essersi stabilizzate e aver superato l'evoluzione susseguente. E' ancora giusto chiamarle stelle? In realtà si prospetta una visione ancor più esaltante: esse sono formate da quark, anche se molto speciali, e rappresentano perciò un adrone, così come sono adroni il protone e il neutrone. Potremmo perciò vederle sotto forma di "giganteschi" adroni. Un adrone, però, molto speciale, in quanto sarebbe tenuto assieme non dalla forza nucleare forte, ma solo dalla gravità.
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Mamma mia...
2 commenti
voglio vederti poi andare a contare i quark e gli antiquark per vedere se si tratta di una stella mesone o barione
basta chiedere all'IA ....![:wink:](http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/wp-includes/images/smilies/icon_wink.gif)