Investigadors de la UA revelen noves vies d'estudi del "gran enigma" de la matèria fosca

   ALACANT, 21 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Un equip d'investigadors de la Universitat d'Alacant (UA) ha publicat recentment un estudi en el qual revela un "innovador mètode d'estudi" de l'axió de cromodinàmica quàntica (QCD), com a un dels "grans enigmes i desafiaments" de la ciència.

   Des de la universitat expliquen que un dels grans desafiaments de la ciència és donar una explicació a la matèria fosca, esta "misteriosa forma de matèria composta per partícules que no absorbixen, reflectixen o emeten llum i, per tant, invisible per a l'ésser humà".

   "Sabem que existix pels seus efectes gravitacionals, però no hem pogut observar-la directament", apunten els investigadors del Departament de Física Aplicada de la Universitat d'Alacant (UA) Antonio Gómez-Bañón i José A. Pons, que recentment han publicat un article que revela un innovador mètode d'estudi de l'axió QCD (Quantum Chromo-Dynamics, Cromodinàmica Quàntica).

   L'axió QCD és una partícula hipotètica que podria resoldre grans qüestions de la física fonamental com la naturalesa de la matèria fosca. D'ací ve que siga crucial determinar les seues propietats, com la seua massa i la seua manera d'interactuar amb altres partícules.

   "L'interessant és que estes propietats podrien delimitar-se observant fenòmens astrofísics. Si esta partícula existix, la seua presència tindria efectes mesurables en uns certs entorns extrems com són les estreles de neutrons", destaquen Gómez-Bañón i Pons.

   De fet, el seu últim treball, publicat en la prestigiosa revista 'Physical Review Letters' al costat d'investigadors de la Universitat Tècnica de Múnic, se centra precisament a entendre com l'axió QCD pot afectar l'estructura i la temperatura de les estreles de neutrons i, al mateix temps, busca maneres de delimitar les propietats d'estes partícules.

PRINCIPALS RESULTATS

   L'equip d'investigadors de la UA ha realitzat un parell de contribucions clau en la recerca d'este axió: la identificació d'una nova regió d'exclusió en el seu espai de paràmetres i el desenvolupament d'un mètode innovador per a delimitar-ne les propietats utilitzant estreles de neutrons. "Hem investigat com la hipotètica partícula afecta l'energia i la pressió de la matèria nuclear dins de les estreles de neutrons", assenyalen.

   Les solucions obtingudes revelen que, per a certs valors dels paràmetres de l'axió QCD, la capa externa de l'estrela de neutrons es torna més prima, reduint el seu aïllament tèrmic i accelerant el refredament de l'estrela. Per comparació, "això és equivalent al fet que un planeta perda la seua atmosfera i s'anul·le l'efecte d'hivernacle", expliquen.

   Per a arribar a esta conclusió, els investigadors de la UA han dut a terme simulacions de l'evolució tèrmica de l'estrela a llarg termini. "En etapes avançades de l'evolució, les simulacions van predir estreles de neutrons més fredes que les dades observacionals. Aquesta diferència ens ha permès establir nou límits als valors dels paràmetres de l'axió QCD", assenyalen.

   A diferència d'enfocaments previs, el nou mètode ideat examina com la presència de l'axió modifica l'estructura de l'estrela de neutrons, comprimint-ne les capes externes i accelerant el refredament. A més, aclarixen, "la regió d'exclusió que hem identificat restringix models teòrics previs, especialment aquells en els quals l'axió QCD seria un poc més lleuger del que es podria esperar".

   "Si bé encara no hem detectat l'axió QCD, la seua possible influència en els entorns més extrems de l'Univers obri una finestra única per a explorar els misteris més profunds de la física", conclouen els investigadors de la UA.