CIENCIA: Descubren un nuevo tipo de materia en el universo.

Un equipo de científicos finlandeses ha encontrado pruebas sólidas de la existencia de una materia sobre la que se llevaba teorizando 40 años, se trata de la «materia exótica de quark» y es un tipo de materia indestructible que ha sido hallada dentro de las estrellas de neutrones.

El hallazgo, que se publicaba hace unos días en la revista «Nature Physics», se generó al combinar resultados de estudios recientes de física de partículas y nucleares con las mediciones de ondas gravitacionales generadas, precisamente, por esta clase de cadáveres estelares.

Absolutamente toda la materia que nos rodea está formada por átomos, que a su vez, están formados por otras partículas más diminutas que se llaman partículas subatómicas. Las más importantes son protones, neutrones y electrones. Los núcleos atómicos están rodeados por una nube de electrones de carga negativa, y en la mayoría de los materiales existe una distancia considerable entre un átomo y el siguiente. Eso es en el estado “normal” de la materia, en condiciones extremas, la gravedad puede llegar a hacer que los átomos se acerquen unos a otros hasta el punto de perder sus electrones e incluso a obtener que los propios núcleos se junten para dar forma a una materia extraordinariamente densa.

La confirmación de la existencia de núcleos de quark en las estrellas de neutrones ha sido un objetivo científico inalcanzable durante los últimos 40 años 

Lo cierto es que en el Universo existen pocos lugares más extremos que las estrellas de neutrones. Los auténticos “cadáveres estelares” se constituyen en el momento en el que una estrella que en su origen era varias veces mayor que el Sol agota su combustible, el que le permite continuar ardiendo. La energía generada por la fusión nuclear en los núcleos de las estrellas es la única fuerza capaz de oponerse a la presión gravitatoria, que trata de comprimirlas. Y cuando ya no puede mantenerse el horno de fusión encendido por haber agotado su combustible, nada puede oponerse a la gravedad y la estrella comienza a aplastarse. Al final, lo que era una bola de millones de kilómetros ardiente de gas queda aplastado y reducido a una densa bola de materia súper comprimida. Una cucharadita llena de esa materia pesaría más que el monte Everest.

Los científicos llevaban décadas preguntándose si en el interior más profundo de las estrellas de neutrones la materia podría colapsar aún más, hasta un hipotético y exótico estado llamado «materia de quark», en la que los propios protones y neutrones se han dividido en sus piezas fundamentales (cada uno está formado por tres quarks) formando una sopa ultra densa en la que ni siquiera las partículas que formaban los núcleos atómicos pueden ya existir.

El club de investigadores de la Universidad de Helsinki dice que la contestación a esa pregunta es un rotundo sí: “Confirmar la existencia de núcleos de quark dentro de las estrellas de neutrones ha sido uno de los objetivos más importantes de la física de estrellas de neutrones desde la fecha en que esta posibilidad se propuso por primera vez hace aproximadamente 40 años». – Así lo aseguraba uno de los autores del artículo, Aleksi Vuorinen.

Sin embargo, Vuorinen señala que hay todavía muchas incertidumbres asociadas a la estructura exacta de las estrellas de neutrones. Nadie, de hecho, ha podido ver hasta ahora el interior de ninguna. ¿Qué significa entonces la afirmación de que se ha descubierto materia de quark? Vuorinen indica que aún existe una posibilidad, pequeña pero no nula, de que las estrellas de neutrones estén hechas solo de materia nuclear normal. Sin embargo, lo que han logrado hacer es cuantificar las condiciones que serían necesarias para que se de este escenario. En resumen, el comportamiento de la materia nuclear densa (pero convencional) tendría que ser verdaderamente peculiar. Por ejemplo, la velocidad del sonido necesitaría casi alcanzar a la de la luz

La primera observación de una estrella de neutrones se remonta a 1967, pero las mediciones precisas de sus masas no han sido posibles hasta las dos últimas décadas. La mayoría de las estrellas de neutrones cuyas masas se conocen con precisión caen dentro de una ventana que oscile entre 1 y 1.7 masas solares. Pero la última década ha sido testigo de tres estrellas de neutrones que alcanzaban, e incluso superaban ligeramente, las dos masas solares. En el nuevo análisis, esas observaciones astrofísicas se combinaron con resultados teóricos de vanguardia sobre partículas y física nuclear. Lo cual permitió derivar una predicción precisa de lo que se conoce como «la ecuación de estado de la materia estelar de neutrones», que se refiere a la relación entre su presión y la densidad de energía.

Según los investigadores, las nuevas observaciones previstas para los próximos meses y años conseguirán refinar aún más los resultados y eliminar o reducir en gran medida las incertidumbres actuales.

L. García

Autor entrada: eltriangulodemadrid

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