Le stelle di neutroni, enigmatici resti collassati di stelle massicce defunte in spettacolari supernove, potrebbero rivelarsi i laboratori cosmici più inaspettati per sondare l’esistenza di una quinta forza fondamentale, una componente ancora sconosciuta del nostro universo.
Una ricerca internazionale, con un contributo significativo da parte di ricercatori italiani, ha proposto questa rivoluzionaria prospettiva, pubblicando i risultati sulla prestigiosa rivista *Physical Review Letters*.
L’idea alla base dello studio si fonda sull’analisi del processo di raffreddamento di queste stelle ultra-dense.
A differenza di qualsiasi ambiente riproducibile sulla Terra, le stelle di neutroni presentano condizioni estreme di densità e gravità, che le rendono sensibili a interazioni sottili, potenzialmente legate a nuove particelle e forze.
Il team di ricercatori ha sviluppato sofisticati modelli teorici per simulare l’impatto di una quinta forza, ipotizzando che essa interagisca con particelle sconosciute che a loro volta influenzerebbero la perdita di energia della stella.
L’approccio adottato non si limita a ipotizzare l’esistenza di questa forza, ma ne quantifica l’influenza attraverso l’osservazione delle proprietà di raffreddamento.
Alcuni membri delle famose “Magnifiche Sette” di stelle di neutroni pulsanti, insieme alla Pulsar PSR J0659, sono stati oggetto di questa indagine.
Questi oggetti, caratterizzati da intense emissioni elettromagnetiche periodiche, offrono un punto di riferimento per misurare con precisione le variazioni nel loro processo di raffreddamento.
I risultati ottenuti hanno implicazioni profonde.
L’interazione con una quinta forza, anche se agisce a distanze infinitesime – nell’ordine dello spessore di un singolo atomo – produrrebbe variazioni misurabili nella velocità di raffreddamento della stella.
Questi vincoli sperimentali, derivanti dall’analisi astronomica, risultano essere un milione di volte più stringenti rispetto ai limiti ottenuti attraverso esperimenti di fisica delle particelle condotti in laboratorio.
“La possibilità che una forza che opera su scale così ridotte possa influenzare l’evoluzione di ambienti così estremi come le stelle di neutroni è davvero sorprendente”, afferma Alessandro Lella, ricercatore coinvolto nello studio.
“E ancora più sorprendente è scoprire che l’osservazione di questi oggetti celesti potrebbe diventare lo strumento più efficace per rivelarne l’esistenza.
” Alessandro Mirizzi, coordinatore del gruppo di ricerca barese, aggiunge: “Questo studio dimostra come l’astrofisica, con la sua capacità di sondare condizioni fisiche inaccessibili sulla Terra, stia diventando una forza trainante nella ricerca di nuove forze fondamentali, spesso superando le capacità degli esperimenti di laboratorio.
”La ricerca apre a nuove frontiere nella fisica fondamentale, suggerendo che l’universo potrebbe essere governato da forze ancora sconosciute, e che le stelle di neutroni, queste reliquie cosmiche, potrebbero essere le chiavi per svelarne i misteri.
La collaborazione tra astrofisici e fisici delle particelle si prospetta cruciale per approfondire la comprensione di questi fenomeni, aprendo nuove prospettive sulla natura stessa dell’universo.
