Le supernovae svolgono un ruolo cruciale nel plasmare l’universo. Espellono grandi quantità di elementi pesanti nello spazio, formando gli elementi costitutivi di nuove stelle e pianeti. Comprendere come funzionano le supernove è quindi essenziale per svelare i processi dietro la formazione e l’evoluzione del cosmo.
Nel cuore di una supernova si trova il nucleo di una stella massiccia che ha esaurito il suo combustibile nucleare. Questo nucleo collassa sotto la sua gravità, generando una tremenda onda d'urto che spinge gli strati esterni della stella nello spazio. L'energia rilasciata durante questa esplosione è così immensa che per breve tempo eclissa un'intera galassia.
I neutrini vengono prodotti in abbondanza nelle supernovae, ma il loro esatto ruolo nell’alimentare le esplosioni è rimasto enigmatico. Studi precedenti avevano suggerito che i neutrini trasportano una quantità significativa di energia, potenzialmente estinguendo la supernova. Tuttavia, il nuovo studio condotto dal team guidato da RIKEN sfida questa saggezza convenzionale.
I ricercatori hanno utilizzato supercomputer per simulare le condizioni all’interno di una supernova e monitorare il comportamento dei neutrini. Hanno scoperto che i neutrini possono rimanere intrappolati, un fenomeno quantomeccanico in cui le particelle mostrano una forte interdipendenza, anche quando separate da grandi distanze.
"Abbiamo scoperto che l'entanglement porta a un nuovo meccanismo di raffreddamento", spiega Shinya Wanajo, astrofisico teorico del RIKEN e autore principale dello studio. "I neutrini scambiano energia tra loro attraverso l'entanglement, consentendo al nucleo della supernova di trattenere più energia e alimentando l'esplosione."
Questa scoperta ribalta la precedente ipotesi secondo cui i neutrini agiscono esclusivamente come drenaggio di energia nelle supernove. Invece, il loro aggrovigliamento consente loro di svolgere un ruolo più complesso, mediando il trasferimento di energia all’interno del nucleo che esplode e contribuendo potenzialmente alla violenza dell’esplosione.
Lo studio apre nuove strade per comprendere la fisica delle supernovae e il ruolo degli effetti quantistici nel modellare il cosmo. Sottolinea l’importanza di considerare la meccanica quantistica quando si modella il comportamento delle particelle in condizioni estreme, ampliando i confini della ricerca astrofisica.
Come conclude Shinya Wanajo, "Il nostro studio dimostra la profonda influenza della meccanica quantistica sulle più grandi scale dell'universo. Svelare questi fenomeni quantistici è cruciale per far avanzare la nostra conoscenza del cosmo e ottenere un apprezzamento più profondo delle intricate forze che modellano la nostra esistenza. "
