Evidenze della birifrangenza del vuoto nelle misure polarimetriche in banda X delle magnetar

La birifrangenza del vuoto, teorizzata da Heisenberg & Euler nel 1936, è una delle predizioni dell'elettrodinamica quantistica che attende ancora una conferma sperimentale in laboratorio. Secondo questa teoria, in presenza di campi magnetici intensi il vuoto quantistico si comporta come un mezzo birifrangente: i fotoni si propagano polarizzati linearmente in due modi ortogonali, ordinario e straordinario, caratterizzati da due differenti indici di rifrazione che dipendono dalla direzione del campo elettrico dell'onda (parallela o perpendicolare) rispetto al piano formato dalla direzione di propagazione e dal campo magnetico esterno. Sebbene i limiti tecnologici terrestri impediscano di generare campi magnetici sufficientemente intensi per osservare il fenomeno, contesti astrofisici estremi come le stelle di neutroni offrono condizioni ideali. In particolare, le magnetar, con campi magnetici stimati dell'ordine di 10^10 - 10^11 T, rappresentano i laboratori naturali più promettenti per testare la fisica fondamentale in regime di campo critico. Recentemente, il telescopio IXPE, una missione congiunta NASA-ASI lanciata nel dicembre 2021, ha permesso di misurare la polarizzazione X di sei magnetar. In questa tesi verranno analizzati gli aspetti di tali osservazioni che possono essere interpretati come prove indirette della birifrangenza del vuoto in questi sistemi astrofisici. Sarà, inoltre, discusso l'impatto che la futura generazione di polarimetri X (primo fra tutti il satellite eXTP, il cui lancio è previsto per il 2030) potrà avere nel raffinare queste misure, ponendosi come obiettivo la validazione definitiva di questo affascinante fenomeno quantistico.