Caplan& Horowitz/arXiv

Diagrammi che illustrano i diversi tipi di pasta cosiddetta nucleare.

Superman è conosciuto come “l’uomo d’acciaio” per la sua forza e indistruttibilità. Ma la scoperta di un nuovo materiale che è 10 miliardi di volte più difficile da rompere dell’acciaio pone la domanda: è tempo di un nuovo supereroe noto come “Pasta nucleare”? Questo è il nome della sostanza che un team di ricercatori pensa sia il materiale più forte conosciuto nell’universo.

A differenza degli umani, quando le stelle raggiungono una certa età, non solo appassiscono e muoiono, ma esplodono, collassando in una massa di neuroni. L’entità spaziale risultante, nota come stella di neutroni, è incredibilmente densa. Tanto che ricerche precedenti hanno dimostrato che la superficie di una tale stella sarebbe caratterizzato da materiale incredibilmente forte. La nuova ricerca, che ha coinvolto le più grandi simulazioni al computer della crosta di una stella di neutroni, propone che la “pasta nucleare”, il materiale appena sotto la superficie, sia in realtà più forte.

La competizione tra forze di protoni e neutroni all’interno di una stella di neutroni crea forme super-dense che assomigliano a lunghi cilindri o piani piatti, denominati rispettivamente “spaghetti” e “lasagne”. È anche qui che otteniamo il nome generale della pasta nucleare.

Le simulazioni al computer dei ricercatori hanno richiesto 2 milioni di ore di tempo del processore prima del completamento, il che sarebbe, secondo un comunicato stampa della McGill University, “l’equivalente di 250 anni su un laptop con una singola buona GPU.”Fortunatamente, i ricercatori hanno avuto accesso a un supercomputer, anche se ci sono voluti ancora un paio di anni. Le simulazioni degli scienziati consistevano nell’allungare e deformare la pasta nucleare per vedere come si comportava e cosa ci sarebbe voluto per romperla.

Mentre sono stati in grado di scoprire quanto sia forte la pasta nucleare sembra essere, nessuno sta trattenendo il respiro che ci sarà l’invio di missioni per estrarre questa sostanza in qualunque momento presto. Invece, la scoperta ha altre applicazioni significative.

Uno dei coautori dello studio, Matthew Caplan, un ricercatore post-dottorato presso la McGill University, ha detto che le stelle di neutroni sarebbero “cento trilioni di volte più dense di qualsiasi altra cosa sulla terra.”Capire cosa c’è dentro di loro sarebbe prezioso per gli astronomi perché ora solo lo strato esterno di tali inizi può essere osservato.

“Un sacco di fisica interessante sta succedendo qui in condizioni estreme e quindi comprendere le proprietà fisiche di una stella di neutroni è un modo per gli scienziati di testare le loro teorie e modelli”, ha aggiunto Caplan. “Con questo risultato, molti problemi devono essere rivisitati. Quanto è grande una montagna si può costruire su una stella di neutroni prima che la crosta si rompe e collassa? Che aspetto avrà? E, soprattutto, come possono osservarlo gli astronomi?”

Un’altra possibilità che vale la pena studiare è che, a causa della sua instabilità, la pasta nucleare potrebbe generare onde gravitazionali. Potrebbe essere possibile osservarli ad un certo punto qui sulla Terra utilizzando attrezzature molto sensibili.

Il team di scienziati comprendeva anche A. S. Schneider del California Institute of Technology e C. J. Horowitz dell’Indiana University.

Dai un’occhiata allo studio “L’elasticità della pasta nucleare”, pubblicato su Physical Review Letters.