Vesmír je plný pozoruhodných míst, kde jsou fyzikální i logické zákony podrobovány velkým zatěžkávacím zkouškám. V některých takových lokalitách se hmota deformuje do takové míry, že zde vzniká magnetické pole nepředstavitelné síly. Přesto nemusí jít o největší sílu tohoto typu ve známém kosmickém prostoru.
Atomy mají větší sílu než masivní hvězdy
Gravitačně zhutněná jádra těchto vysoce dynamických neutronových hvězd, známá jako magnetary, koncentrují magnetické pole o síle kolem 100 bilionů gaussů. Takové hodnoty byly dlouho považovány za horní hranici možností magnetismu. Díky moderní vědě by se však přímo na Zemi mohly nacházet drobné kapsy s přitažlivými silami mnohonásobně převyšujícími tato vesmírná monstra.
Analýza interakcí částic na urychlovači RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) v Brookhavenské národní laboratoři amerického ministerstva energetiky odhalila stopy rekordních magnetických polí, která se otiskla do rozptýleného materiálu vyvrženého při srážce jader různých těžkých iontů. Měřením střepin ještě menších částic kvarků a gluonů, které se během experimentu uvolnily, získali fyzici vhled do sil působících hluboko uvnitř atomů.
Vědci se zaměřili na subatomární částice
Výzkum zveřejněný na konci února v časopise Physical Review X je vůbec prvním zdokumentovaným měřením interakce magnetického pole s kvark-gluonovým plazmatem. Kvarky jsou základní částice, a jejich vlastnosti jsou do značné míry udávány krátce žijícími gluony, které spojují kvarkové a antikvarkové bouře do protonů a neutronů, z nichž se skládají všechny atomy. Porozumění chování kvarků a antikvarků je jedním ze základních cílů pochopení fyzikálního chování hmoty.
Měření těchto interakcí na subatomární úrovni však rozhodně není snadné. Aktivitu kvarků lze sice mapovat například za pomoci chirálního magnetického efektu, výsledné pole uvnitř mlhy částic však vzniká na příliš krátkou dobu na to, aby jej vědci byli schopni zachytit. Nový experiment však umožnil provést srážku jader, která nebyla dokonale vycentrovaná, a protony se po kolizi vymrštily do spirálovitého magnetického víru, jehož síla předčila rezonující magnetary na vesmírné obloze.
Magnetismus, který nemá obdoby
Autoři studie hovoří, že lze tímto způsobem dosáhnout generování magnetického pole o síle 1018 gaussů. Jde tedy podle všeho o nejsilnější magnetické pole v celém známém vesmíru. Krátké záblesky by tak mohly generovat přitažlivé síly zhruba 10 000krát silnější než v případě magnetarů. Zatímco však tato tělesa mohou své víry chrlit desítky tisíc let, jsou subatomární síly udržitelné pouze po skutečný zlomek sekundy. Je to však dostatek času na to, aby tato energie ovlivnila kvarky uvolněné při srážce. Vědci tak mohli sledovat dráhy, kterými se částice vydaly, a potvrdit tak přítomnost magnetického pole. Naše povědomí o magnetismu se tak opět prohloubilo, a věda znovu posunula své hranice hlouběji a dál, než bylo dosud možné.
Zdroje:
https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.14.011028
https://www.indy100.com/science-tech/strongest-magnetic-field-in-the-universe-2667418203
