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La materia oscura se comporta de manera similar a los piones

Una nueva teoría afirma que la materia oscura podría tener un comportamiento muy similar al de los piones, unas partículas descubiertas en la década de 1930 responsables de mantener unido el núcleo de los átomos. Las propiedades de ambos tipos de partículas son similares en cuanto a sus interacciones, su masa o las fuerzas con las que actúan. Por Jorge Lázaro.

La materia oscura se comporta de manera similar a los piones

El desconocimiento sobre las propiedades de la materia oscura es solo comparable a la afirmación sobre su existencia. Existe consenso en la comunidad científica en torno a la idea de que la materia oscura es la que mantiene el equilibrio del universo, impidiendo que la materia visible colapse.

Se sabe también que aproximadamente un 84% del universo conocido lo forma este tipo de materia, que para algunos es un tipo de partícula que se mueve en dimensiones extra del espacio (o en su variable cuántica, la supersimetría); lo que no se conoce aún son las propiedades y el comportamiento de esta materia oscura.

Ahora, una nueva teoría postula que el comportamiento de esta es similar al de los piones, unas partículas subatómicas descubiertas en la década de 1930, y que son las responsables de mantener unidos los núcleos de los átomos estables.

La importancia de las SIMP

El modelo se refiere a las partículas masivas que interactúan fuertemente (SIMP), cuya existencia es hipotética, y que podrían interactuar con la materia visible al tiempo que conforman la materia oscura. Es este último aspecto el importante en el estudio, en lo referido a las llamadas en inglés “thermal relics”, partículas que se mantenían en equilibrio térmico en el origen del universo y que han sufrido un proceso de enfriamiento, quedando como remanentes de aquella época.

En lo tocante a las SIMP, el estudio publicado en la revista Physical Review Letters y formado por un equipo internacional de la Universidad de California en Berkeley, la Universidad de Cornell, y la Universidad de Tokio, propone que la materia oscura se comporta como los piones, interactuando consigo misma para compensar las diferencias entre los modelos por ordenador y los datos sobre la masa de galaxias y cúmulos galácticos.

La materia oscura se comporta de manera similar a los piones

Posibilidades de observación

“Ya hemos visto este tipo de partícula antes”, afirma Hitoshi Murayama, profesor de Física en la Universidad de California en Berkeley, y Director del Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo en la Universidad de Tokio.

“Tiene las mismas propiedades: el mismo tipo de masa, el mismo tipo de interacciones, en la misma teoría de interacciones fuertes con que trabajan los piones. Es increíble que por fin hayamos entendido cómo llegamos a la existencia”.

Las discrepancias que podría resolver la nueva teoría sobre la naturaleza de la materia oscura tienen un valor fundamental de cara al estudio: según Yonit Hochberg, investigador postdoctoral en la Universidad de California en Berkeley ayudará a “descubrir la materia oscura en próximos experimentos”.

El último paso para desarrollar la teoría será precisamente ponerla a prueba en experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones.

Los investigadores esperan que, buscando comportamientos como el que postula esta teoría, se pueda observar por fin de manera clara la materia oscura.

Referencia bibliográfica:

Yonit Hochberg, Eric Kuflik, Hitoshi Murayama, Tomer Volansky, Jay G. Wacker. Model for Thermal Relic Dark Matter of Strongly Interacting Massive Particles. Physical Review Letters (2015) DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.021301

RedacciónT21

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