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Stati fisici

14. Materia degenere

Caratteristiche

La materia degenere è un particolare stato della materia, caratterizzato da una densità molto elevata (o da temperature molto basse). Il volume degli atomi è ridotto. Gli atomi si presentano come ioni positivi in cui sono immersi gli elettroni liberi.

Come ottenerlo

Per ottenere la degenerazione degli elettroni occorre raggiungere densità dell'ordine di 106 g/cm3, (1 t/cm3). Nelle stelle nane bianche.

Peculiarità

La pressione applicata non dipende più dalla temperatura (come nei gas perfetti), ma dal principio di esclusione di Pauli che impedisce a fermioni identici di occupare lo stesso stato quantico. La materia degenerata è anche chiamata < Gas di Fermi >. Se la massa del corpo supera 1,44 masse solari, gli elettroni non riescono più sopportare la pressione di degenerazione e si uniscono al nucleo creando una stella di neutroni.

15. Neutronio

Caratteristiche

Neutronio è un termine poco usato che indica uno stato molto denso della materia costituito solo da neutroni.

Dove si trova

Si trova nelle stelle di neutroni. Gli elettroni degli atomi sono collassati nel nucleo per la fortissima pressione gravitazionale della notevole massa che compone la stella. Rispetto alle stelle nane bianche (composte di materia degenere elettronica), le stelle di neutroni hanno un diametro che un millesimo.

Info

Sconosciuto è il fatto perché i nucleoni si raccolgano stabilmente in strutture piccole (atomi) o in grandissime (stelle di neutroni), mentre non ci sono esempi di strutture intermedie.

16. Materia strana

Caratteristiche

E' una particolare forma di materia ultra densa composta di soli quark. Al contrario della materia ordinaria che è composta di soli quark Su e Giu, la materia strana avrebbe anche il quark Strano.

Pressioni

Si dovrebbe formare a una pressione almeno 100 volte maggiore di quella necessaria a formare lo stato di neutroni. Si dovrebbe trovare nel nucleo delle stelle di neutroni, lì dove la pressione è più elevata.

Info

Non è certo che la pressione altissima presente nelle stelle di neutroni riesca a formare questo mare di quark. Forse l'utilizzo del quark Strano oltre a quello Su e Giù potrebbe creare strutture intermedie tra i nuclei atomici e le stelle di neutroni.

17. Singolarità

Caratteristiche

Un buco nero è una regione di spazio-tempo, dove la gravità impedisce qualsiasi cosa, compresa la luce, di fuggire. Si dovrebbe formare a densità superiori a qualsiasi altra forma di materia degenere (stella di neutroni, materia strana...), con masse che vanno da 30 volte quella solare a miliardi di volte.

Teoria

Nel 1915 Karl Schwarzschild è conosciuto per aver fornito la prima soluzione esatta delle equazioni di campo di Einstein della relatività generale (morì nel 1916), per il caso limite di una singola sfera non rotante. Dalla soluzione si ottiene il raggio di Schwarzschild che è la dimensione dell'orizzonte di un buco nero.

Curiosità

Singolarsoft (www.singolarsoft.com) deriva il suo nome da: Singolarità - software.