Hoppa direkt till innehållet

Information till studenter och medarbetare med anledning av covid-19 (Uppdaterad: 26 februari 2021)

printicon
Publicerad: 12 mar, 2007

Snurriga elektroner påverkar neutronstjärnor

NYHET Runt neutronstjärnor transporteras energi på ett tidigare okänt sätt. Fysiker vid Umeå universitet har upptäckt att detta beror på en kraft som skapas när elektroner snurrar på ett speciellt sätt. De har också kunnat visa hur ljus utestängs från stjärnorna.

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. Den är näst efter svarta hål det mest kompakta vi känner till i universum, så kompakt att en enda tesked av den skulle väga en miljard ton.

Forskare vid Umeå Universitet har upptäckt en ny kraft som kan skapas tack vare en snurrig egenskap hos elektroner, en av byggstenarna i atomer.

För att kraften ska uppstå måste en stor samling elektroner befinna sig i en miljö som liknar neutronstjärnornas, d.v.s. i ett starkt magnetfält och i en väldigt kall miljö, nära absoluta nollpunkten. Beräkningar som Umeåfysikerna gjort visar att energi i närheten av neutronstjärnor transporteras mellan de magnetiska polerna på ett tidigare okänt sätt Krafterna kan också uppstå i nanosystem. Precis hur dessa olika system påverkas av de nya upptäckterna är för tidigt att säga, men fortsatta studier pågår.

Krafterna uppkommer tack vare en särskild egenskap som materiens minsta beståndsdelar äger och som kallas för spinn. För elektroner är spinnet dock av ett märkligt slag. Om elektronen roteras ett varv så återfår man inte det ursprungliga tillståndet. Man måste istället rotera elektronen två varv för att komma tillbaka till utgångsläget. Detta fenomen är nära besläktat med egenskaperna hos det så kallade Möbiusbandet, en yta med bara en sida, där man måste gå två varv för att komma tillbaks till utgångspunkten.

I en andra studie har Umeåfysikerna visat att oväntade saker kan hända i miljöer där elektriskt ledande gaser, plasmor, påverkas av starka magnetfält. En sådan miljö återfinns i neutronstjärnor. När vakuum genomkorsas av starka magnetfält kan t.ex. ljusstrålar delas. Är ett plasma samtidigt närvarande, som t.ex. i neutronstjärnor, kan denna effekt förstärkas och ge upphov till observerbara processer. Sådana stjärnor avger strålning, och denna strålning kan genom magnetfältet få en ny så kallad polarisering. Det innebär att magnetfältet kommer att fungera som ett slags polaroidglasögon, som utestänger vissa typer av ljus. Grundförutsättningen är att man tar hänsyn till att vakuum enligt modern fysikteori inte bara är ett enkelt tomrum, utan har egenartade egenskaper.

Det förväntas att resultaten kommer att öppna upp för en mängd intressanta problemställningar, både inom grundläggande och tillämpad forskning. De två studierna publiceras i facktidskriften Physical Review Letters.

För mer information, kontakta: Professor Mattias Marklund Telefon: 090-786 96 82, 070-5177 286
E-post. mattias.marklund@physics.um.se

Professor Gert Brodin Telefon: 090-786 57 71
E-post: gert.brodin@physics.umu.se

Redaktör: Karin Wikman