I fisici creano un vortice quantistico da record per studiare i misteri dei buchi neri

Per decenni, gli scienziati hanno approfondito i misteri che circondano i buchi neri, mostri cosmici la cui attrazione gravitazionale sembra sfidare le leggi conosciute della fisica. Rivelare i segreti di questi fenomeni enigmatici è diventato addirittura un obiettivo centrale della ricerca astrofisica. Recentemente, un team di ricercatori ha adottato un approccio innovativo utilizzando un gigantesco tornado quantistico per sondare la natura profonda dei buchi neri.

Un'esplorazione dei vortici quantistici

Per decenni, i buchi neri hanno catturato l’immaginazione degli scienziati e del grande pubblico a causa della loro natura misteriosa e delle loro proprietà enigmatiche. Questi regioni dello spazio dove la gravità è così intensa che nulla, nemmeno la luce, può sfuggire, anzi sfidare la nostra comprensione fondamentale dell’Universo. Comprendere i processi che avvengono attorno ai buchi neri è quindi un impegno cruciale per gli astrofisici, poiché potrebbe aiutarci a chiarire alcuni dei più grandi misteri del cosmo.

Per rispondere a questa richiesta di esplorazione, un team di ricercatori ha adottato un approccio innovativo studiare i fenomeni vorticosi che si verificano attorno ai buchi neri. Concretamente, invece di affidarsi all’osservazione diretta di oggetti celesti massicci e distanti, questi scienziati hanno optato per un approccio sperimentale in laboratorio. Il loro obiettivo: creare a replica in miniatura dei vortici estremi che si verificano nello spazio, ma in un ambiente controllato e ripetibile.

Per questo, i ricercatori hanno scelto di utilizzare a superfluido di elio liquido, una sostanza che presenta proprietà sorprendenti, come la mancanza di viscosità e la capacità di fluire senza attrito, quando raffreddata a temperature estremamente basse. Questa superfluidità consente ai vortici di formarsi e muoversi in modo particolarmente fluido, fornendo un ambiente ideale per simulare i fenomeni vorticosi osservati attorno ai buchi neri. In questo contesto, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica per creare a “tornado quantistico” all'interno del superfluido di elio liquido. Questo tornado riproduce così i vortici estremi osservati nello spazio su una scala accessibile in laboratorio.

Sondare i segreti dei buchi neri

Studiando questo vortice, i fisici hanno cercato di ottenere informazioni cruciali sul comportamento dei buchi neri. In particolare, hanno osservato come migliaia di minuscoli vortici quantistici si trovino all'interno del superfluido si combinano per formare un gigantesco vortice. In particolare, i ricercatori hanno notato sorprendenti somiglianze con il fenomeno del “ringdown” che si verifica quando un buco nero appena fuso oscilla sul proprio asse. Questa osservazione suggerisce che i vortici quantistici possono fornire preziose informazioni sui campi quantistici negli spaziotempi curvi attorno ai buchi neri astrofisici.

L’esperimento portato avanti da questo team di ricercatori apre quindi nuove prospettive nella nostra comprensione dei buchi neri. Più in generale, questo approccio innovativo potrebbe contribuire al progresso della ricerca astrofisica e alla nostra comprensione dell’Universo nel suo complesso.

I dettagli dello studio sono pubblicati sulla rivista Natura.