Medan magnet terkuat di alam semesta mungkin ada di Bumi: ScienceAlert

Ada beberapa tempat di alam semesta di mana materi menjadi sangat terdistorsi sehingga magnetisme tumbuh menjadi kekuatan yang tak terbayangkan. Inti bintang neutron yang sangat dinamis yang dikompresi secara gravitasi ini, yang dikenal sebagai magnetar, memusatkan medan magnet dengan kekuatan sekitar 100 triliun gauss.

Namun, mungkin ada area di Bumi ini yang memiliki kantong kecil magnetisme yang memancarkan kekuatan yang jauh melebihi monster kosmik tersebut.

Analisis interaksi partikel di Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) di Laboratorium Nasional Brookhaven Departemen Energi AS (DOE) menemukan jejak medan magnet standar yang tercetak pada semburan material yang jatuh dengan menghancurkan inti ion berat yang berbeda secara bersamaan. .

Dengan mengukur fragmen yang lebih kecil kuark Dan Galon Partikel-partikel dibebaskan melalui tumbukan di luar pusatnya, dan fisikawan memperoleh wawasan tentang gaya-gaya yang bekerja jauh di dalam atom.

“Ini adalah pengukuran pertama tentang bagaimana medan magnet berinteraksi dengan plasma quark-gluon (QGP),” Dia berkata Du Chen, fisikawan dengan Kolaborasi Solenoid Tracker di RHIC (STAR) di Departemen Energi.

Quark adalah partikel fundamental yang muncul dan menghilang dalam badai kuantum, dan interaksinya diatur oleh partikel gluon berumur pendek yang menghubungkan quark dan antiquark dengan proton dan neutron yang menyusun semua atom.

Mengetahui bagaimana quark dan antiquark membengkok dan menyelam selama masa hidupnya yang singkat di dalam partikel nuklir membantu fisikawan lebih memahami struktur materi dari bawah ke atas, namun ruang di jantung atom bukanlah tempat bagi orang yang lemah hati.

Meskipun secara teori dimungkinkan untuk memetakan aktivitas quark dan kembaran antiquark yang bermuatan berlawanan menggunakan sesuatu yang dikenal sebagai Efek magnet spiralDalam praktiknya, medan elektromagnetik di dalam kabut quark dan gluon yang terekspos berumur terlalu pendek untuk dilihat, dan dengan cepat menyerah pada aliran arus yang bersaing.

Salah satu situasi di mana fisikawan berpikir bahwa medan magnet yang berguna dapat dihasilkan adalah ketika terjadi tumbukan antara inti atom berat yang letaknya tidak tepat pada pusatnya.

Dengan memotong satu sama lain, proton-proton di dalam berkas masif akan dikirim dalam bentuk spiral ke dalam pusaran bermuatan yang akan menciptakan pusaran magnet yang sangat kuat – begitu kuatnya, sehingga dapat menghasilkan lebih banyak Gauss daripada bintang neutron yang bergetar.

“Muatan positif yang bergerak cepat ini seharusnya menghasilkan medan magnet yang sangat kuat, diperkirakan sebesar 10¹⁸ Gauss” Dia berkata Fisikawan bintang Gang Wang.

“Ini mungkin medan magnet terkuat di alam semesta kita.”

Hal ini akan membuat kilatan magnet ini 10.000 kali lebih kuat dari magnetar paling kuat, dan 10 kuadriliun kali lebih kuat dari 100 gauss magnet kulkas pada umumnya.

Dimana magnet bisa Mereka melepaskan badai magnetnya Selama puluhan ribu tahun, ledakan magnetik yang disebabkan oleh proton ini hanya akan berlangsung sepersepuluh juta dari sepermiliar miliar detik, sehingga mustahil untuk melihat sekilas medan magnet itu sendiri.

Namun kehadirannya masih terasa melalui quark bermuatan yang dilepaskan akibat tumbukan.

Dengan melemparkan inti emas satu sama lain dengan energi berbeda, bersamaan dengan tumbukan timbal balik antara rutenium dan zirkonium, para peneliti mampu menyaring sisa-sisa dan menentukan jalur yang diambil oleh partikel yang menunjukkan adanya medan magnet.

Mengetahui hal ini, mereka dapat mengukur distribusi partikel dengan cara yang memberikan rincian penting tentang konduktivitas listrik plasma quark-gluon.

“Kami dapat menyimpulkan nilai konduktivitas dari pengukuran gerakan kolektif kami.” Dia berkata Shane.

“Tingkat defleksi partikel berhubungan langsung dengan kekuatan medan elektromagnetik dan konduktivitas QGP – dan belum ada yang mengukur konduktivitas QGP sebelumnya.”

Penelitian ini dipublikasikan di Tinjauan fisik.