Credit: M. Sonnleitner, et al. ©2013 American Physical Society
Un corpo nero è un oggetto che, a livello teorico, assorbe tutta la luce incidente senza rifletterla.
Se portato ad alte temperature, inizierà ad emettere radiazione termica.
Sebbene le proprietà della radiazione di un corpo nero dipendono, quindi, dalla sua temperatura, tale radiazione è sempre stata ritenuta capace di un netto effetto repulsivo.
Ora, però, in nuovo studio, un team di scienziati ha dimostrato teoricamente che la radiazione di un corpo nero induce una seconda forza attrattiva su atomi e molecole vicine,sorprendentemente più forte di quella repulsiva.
Conseguentemente atomi e molecole possono esser attirate verso la superficie di un corpo nero da una forza anche superiore a quella di gravità.
Gli scienziati M. Sonnleitner dell'Università di Innsbruck e dell'Innsbruck Medical University in Austria, M. Ritsch-Marte dell'Innsbruck Medical University e H. Ritsch dell'Università di Innsbruck, hanno pubblicato il loro documento sulla rivista Physical Review Letters: DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.023601
La "nuova" forza, chiamata forza del corpo nero è in realtà nota da oltre mezzo secolo: la radiazione di corpo nero sposta i livelli energetici atomici degli atomi e delle molecole vicine. E' l'effetto noto come "Stark shifts", con il quale atomi e molecole si spostano a livelli energetici inferiori, con un "salto" approssimativamente proporzionale alla quarta potenza della temperatura del corpo nero.
In poche parole, più il corpo nero è caldo e più grande è il cambiamento.
Tuttavia, benchè questo fosse un fenomeno noto, le ripercussioni dei cambiamenti energetici sono state trascurate fino ad oggi.
Nel nuovo studio, gli scienziati hanno dimostrato che i "Stark shift", indotti dalla radiazione di un corpo nero, si combinano generando una forza ottica attraente che riesce a prevalere sulla pressione repulsiva propria della radiazione del corpo nero.
Come spiegano gli scienziati, questa attrazione si verifica perché gli atomi e le molecole, il cui stato si è spostato a livelli di energia più bassi, sono attratti verso le regioni con maggiore intensità di radiazioni, in questo caso, i corpi neri.
I ricercatori hanno calcolato la resistenza della forza attrattiva, scoprendo che:
la forza decade con la terza potenza della distanza dal corpo nero;
la forza è più forte per oggetti più piccoli;
la forza è più forte per gli oggetti più caldi, fino ad un certo punto. Al di sopra di un qualche migliaio di gradi Kelvin, la forza cambia da attrazione a repulsione.
La scoperta della componente attrattiva della radiazione di corpo nero verso oggetti vicini potrebbe avere un grande significato per molti scenari astrofisici, come l'interazione tra il gas interstellare e grani di polvere.
Fonte: http://phys.org/news/2013-07-blackbody-stronger-gravity.html
Traduzione ed adattamento a cura di Elisabetta Bonora