Tendencias21
Reproducen en laboratorio la colisión entre dos estrellas de neutrones

Reproducen en laboratorio la colisión entre dos estrellas de neutrones

Gracias a un acelerador de partículas, los científicos han reconstruido en laboratorio las condiciones necesarias para una fusión entre dos estrellas de neutrones y medido la temperatura que alcanza esta colisión: 800 mil millones de grados.

Reproducen en laboratorio la colisión entre dos estrellas de neutrones

Los científicos detectaron en 2017 por primera vez la colisión entre dos estrellas de neutrones y comprobaron que era la fuente de las ondas gravitacionales detectadas por las colaboraciones Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) y Virgo el 17 de agosto del mismo año.

La colisión había tenido lugar 130 millones de años atrás a un billón de kilómetros de la Tierra y los científicos pudieron comprobar que de este tipo de fusión de estrellas surgió el oro y el platino que existen en el universo.

La colisión de estrellas de neutrones es un fenómeno difícil de estudiar. Se trata de estrellas cuya densidad impide conocer lo que pasa en su interior, especialmente la temperatura que causa la colisión.

Ahora, un equipo internacional de investigadores ha reproducido en laboratorio las condiciones que provocan la colisión de estrellas de neutrones y obtenido las primeras mediciones de la radiación electromagnética que surge de esos procesos.

Los datos resultantes les permitieron calcular la temperatura predominante cuando tales estrellas colisionan y se fusionan, un dato fundamental para conocer estos misteriosos procesos cósmicos: 800 mil millones de grados.

A partir de esta medida, los investigadores deducen que el fenómeno es literalmente la «cocina cósmica de los núcleos atómicos pesados», que son los núcleos atómicos que contienen muchos protones y neutrones.

Cuando dos estrellas de neutrones colisionan, la materia de su núcleo entra en estados extremos y adquiere unas propiedades específicas de la materia comprimida en tales colisiones que han despertado el interés de los científicos.

El experimento a largo plazo de HADES, que involucra a más de 110 científicos, ha estado investigando diferentes formas de materia cósmica desde 1994, entre ellas la surgida de las colisiones de estrellas.

Simulación de radiación electromagnética

Las colisiones entre estrellas no se pueden observar directamente, sobre todo debido a su extrema rareza. Según las estimaciones, nunca ha sucedido nada de esto en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Sin embargo, las densidades y temperaturas en los procesos de fusión de las estrellas de neutrones son similares a las que ocurren en colisiones de iones pesados.

Esto permitió al equipo de HADES simular las condiciones en la fusión de estrellas a nivel microscópico en el acelerador de iones pesados ​​del Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (GSI) en Darmstadt.

Como en una colisión de estrellas de neutrones, cuando dos iones pesados ​​se juntan a una velocidad cercana a la de la luz, se produce radiación electromagnética. Toman la forma de fotones virtuales que se convierten de nuevo en partículas reales después de muy poco tiempo.

Sin embargo, los fotones virtuales ocurren muy raramente en experimentos con iones pesados. «Tuvimos que registrar y analizar alrededor de 3 mil millones de colisiones para finalmente reconstruir 20.000 fotones virtuales medibles», explica Jürgen Friese, ex portavoz de la colaboración de HADES, en un comunicado.

Cámara fotónica

Para detectar los fotones virtuales raros y transitorios, los investigadores desarrollaron una cámara digital especial de 1,5 metros cuadrados, capaz de capturar el destello de luz generado por los fotones virtuales (radiación de Cherenkov).

«Desafortunadamente, la luz emitida por los fotones virtuales es extremadamente débil. Así que el truco en nuestro experimento fue encontrar los patrones de luz», dice Friese.

«Nunca se pudieron ver a simple vista. Por lo tanto, desarrollamos una técnica de reconocimiento de patrones en la que una foto de 30.000 píxeles se rastrilla en unos pocos microsegundos usando máscaras electrónicas. Ese método se complementa con redes neuronales e inteligencia artificial».

Hito en la comprensión de la materia

La reconstrucción de la radiación térmica de la materia comprimida es un hito en la comprensión de las formas cósmicas de la materia.

Permitió a los científicos determinar la temperatura del sistema resultante de la fusión de las estrellas.

El experimento también descubrió que la etapa final de la fusión entre dos estrellas de neutrones transforma la materia en un estado de densidad cercano al plasma quark-gluón que se pudo encontrar justo después del Big Bang.

Esta es otra prueba más de que el estudio de las estrellas de neutrones es, a pesar de su complejidad, permite comprender mejor algunos de los aspectos más misteriosos del Universo.

Referencia

Probing dense baryon-rich matter with virtual photons. The HADES Collaboration. Nature Physics (2019). DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-019-0583-8
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Paisajes perdidos: cómo la inteligencia artificial resucita la Europa que Felipe II transformó 5 junio, 2025
    Durante siglos, las marismas y lagunas de Europa Central fueron drenadas y convertidas en campos de cultivo, siguiendo técnicas que se expandieron desde la época de Felipe II. Una nueva técnica utiliza inteligencia artificial y mapas históricos para devolver la vida —al menos digitalmente— a esos paisajes desaparecidos, permitiendo comprender cómo el pasado sigue influyendo […]
    Redacción T21
  • Asteroides "invisibles" alrededor de Venus podrían ser una amenaza para la Tierra 5 junio, 2025
    Un nuevo estudio sugiere que los "asteroides coorbitales" no identificados alrededor de Venus pueden tener la capacidad de impactar contra nuestro planeta en el futuro, con consecuencias potencialmente devastadoras. Sin embargo, no existe una amenaza inmediata.
    Redacción T21
  • La sombra de la minería submarina se cierne sobre el futuro de los océanos 5 junio, 2025
    Del 9 al 13 de junio Niza acogerá la Tercera Conferencia de la ONU sobre el Océano, orientada a fortalecer la gobernanza marina y movilizar recursos para el ODS 14. No obstante, el creciente impulso hacia la minería en aguas profundas, un tema que divide a la comunidad internacional, desafía la capacidad de la conferencia […]
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Una IA es acusada de acoso sexual, incluso a menores de edad 4 junio, 2025
    Las reseñas de los usuarios de Replika, un popular chatbot de IA, informan que habrían sido víctimas de acoso sexual: incluso, algunos de esos usuarios serían menores de edad, según un nuevo estudio.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • El ADN ambiental permite rastrear casi cualquier cosa sobre el planeta 4 junio, 2025
    Los investigadores han revelado un nuevo medio para rastrear casi todo, desde vida silvestre a sustancias ilícitas, usando ADN ambiental detectable en el aire a nuestro alrededor. La captura y análisis del ADN ambiental (eDNA) se posiciona como una nueva herramienta revolucionaria para estudiar la biodiversidad y vigilar la salud pública, sin necesidad de interacción […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Revolución en las venas: Japón ensaya una sangre artificial que cambiará la medicina global 4 junio, 2025
    Japón está a punto de reescribir la historia de la medicina transfusional. Científicos de la Universidad Médica de Nara han desarrollado una sangre artificial que no solo es compatible con todos los grupos sanguíneos, sino que puede almacenarse durante dos años a temperatura ambiente, una hazaña que en 2030 podría salvar millones de vidas en […]
    Redacción T21
  • Revelan fuerzas ocultas en la profundidad de los océanos de la Tierra 4 junio, 2025
    Un equipo internacional de científicos utilizó datos satelitales para descubrir poderosos remolinos submarinos, que modifican nuestra comprensión de la dinámica del clima oceánico y muestran que muchos fenómenos de este tipo han sido subestimados hasta hoy.
    Redacción T21
  • La ingeniería entra en una nueva era: Alemania presenta al primer ingeniero IA del mundo 4 junio, 2025
    El primer ingeniero IA del mundo ha nacido en Alemania: integra cuatro agentes de inteligencia artificial, cada uno especializado en una fase del proceso ingenieril, y un científico inteligente especializado en dinámica de fluidos.
    Redacción T21
  • Descubren rastros de una enigmática civilización antigua en Colombia 3 junio, 2025
    Un equipo internacional de investigadores analizó el ADN de 21 conjuntos de restos humanos recolectados de cinco sitios en la meseta del Altiplano, en el centro de Colombia: los registros muestran la existencia de una población antigua, con una genética no relacionada con cualquier descendencia moderna. Se trataría de una civilización que puede haber sido […]
    Pablo Javier Piacente / T21.
  • Crean una tela inteligente que mide constantes vitales mediante el sonido 3 junio, 2025
    Investigadores suizos han desarrollado productos textiles inteligentes que utilizan ondas acústicas en lugar de electrónica para medir el tacto, la presión y el movimiento con precisión. El secreto es el uso de microfibras de vidrio que emiten y recepcionan las señales sonoras.
    Pablo Javier Piacente / T21