Aviso sobre el Uso de cookies: Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar la experiencia del lector y ofrecer contenidos de interés. Si continúa navegando entendemos que usted acepta nuestra política de cookies. Ver nuestra Política de Privacidad y Cookies
Tienes activado un bloqueador de publicidad

Intentamos presentarte publicidad respetuosa con el lector, que además ayuda a mantener este medio de comunicación y ofrecerte información de calidad.

Por eso te pedimos que nos apoyes y desactives el bloqueador de anuncios. Gracias.

Continuar...

Jueves, 17 noviembre 2016
Física

La búsqueda por la supercomputadora JUQUEEN de la identidad de la materia oscura

La materia oscura es una forma no visible de materia que hasta ahora solo se ha puesto de manifiesto a través de sus efectos gravitatorios. En qué consiste sigue siendo un total misterio.

 

Buscando la enigmática materia oscura, unos físicos han usado elaborados cálculos de ordenador para obtener un esbozo de las partículas que deben constituir esta forma desconocida de materia. Para hacer esto, los científicos extendieron el exitoso Modelo Estándar de la física de partículas, que les permitió, entre otras cosas, predecir la masa de unas partículas hipotéticas llamadas axiones, candidatas prometedoras para la identidad de la materia oscura. El equipo germano-húngaro de investigadores, incluyendo a Andreas Ringwald del DESY (Sincrotrón Alemán de Electrones), a J. Redondo de la Universidad de Zaragoza en España, y a Zoltán Fodor de la Universidad Eötvös en Budapest (Hungría) y del Centro de Investigación de Jülich en Alemania, llevó a cabo sus cálculos en la supercomputadora de este último centro, JUQUEEN.

 

Las pruebas sobre la existencia de esta forma de materia proceden, entre otras cosas, de la observación astrofísica de galaxias, que giran demasiado rápido sobre sí mismas como para mantenerse cohesionadas mediante tan solo el tirón gravitatorio de la materia visible. Mediciones de alta resolución usando el satélite europeo Planck muestran que casi el 85 por ciento de toda la masa del universo consiste en materia oscura. Todas las estrellas, planetas, nebulosas y otros objetos en el cosmos que están hechos de materia convencional constituyen no más del 15 por ciento de la masa del universo.

 

El adjetivo “oscuro” no significa simplemente que esa materia no emita luz visible. Tampoco parece emitir radiación electromagnética en ninguna otra longitud de onda, y su interacción con los fotones debe ser realmente muy débil. Durante décadas, los físicos han estado buscando partículas de este tipo de materia. Lo que está claro es que estas partículas son ajenas al Modelo Estándar de la física de partículas, al menos en su formulación actual, y si bien ese modelo ha demostrado ser muy exacto, actualmente solo describe esa porción convencional que representa el 15 por ciento de toda la materia en el cosmos. De las ampliaciones teóricamente posibles del Modelo Estándar, los físicos no solo esperan un conocimiento más profundo del universo, sino también pistas concretas sobre en qué intervalo de energías es más aconsejable buscar candidatos para la materia oscura.

 

[Img #39924]

 

La naturaleza filamentosa, en forma de “red cósmica”, de la materia oscura en un volumen dado del universo, según una simulación. En esta imagen, el universo solo tiene 3.500 millones de años. Los puntos más brillantes indican regiones más densas. El volumen representado es de 81,5 millones de años-luz por lado. Los nudos densos indican regiones muy densas donde se forman las galaxias y estas constituyen cúmulos. (Imagen: Maureen Teyssier, Rutgers University; Andrew Pontzen, University College London)

 

Esa desconocida forma de materia puede consistir en partículas relativamente poco abundantes pero muy pesadas, o en una gran cantidad de ligeras. Las búsquedas directas de candidatos pesados de materia oscura, usando grandes detectores en laboratorios subterráneos, y la búsqueda indirecta de ellos usando grandes aceleradores de partículas, siguen todavía en marcha, pero no han revelado hasta la fecha ninguna partícula de la materia oscura. Una serie de consideraciones físicas hacen de unas hipotéticas partículas extremadamente ligeras, llamadas axiones, candidatos muy prometedores. Utilizando unas ingeniosas instalaciones experimentales, podría ser incluso posible obtener pruebas directas de ellas.

 

Sin embargo, para hallar este tipo de evidencias sería extremadamente útil conocer qué valores de masa estamos buscando. De lo contrario, la búsqueda podría llevar décadas, dado que el intervalo de masas que habría que rastrear es demasiado grande.

 

Aquí entra en escena la supercomputadora JUQUEEN. Sus nuevos cálculos muestran, entre otras cosas, que si los axiones conforman la mayor parte de la materia oscura, deberían tener una masa de entre 50 a 1.500 microelectronvoltios, expresada en las unidades habituales de la física de partículas, y por tanto ser hasta 10.000 millones de veces más ligeras que los electrones. Esto obligaría a que cada centímetro cúbico del universo contuviera una media de 10 millones de tales partículas ultraligeras. La materia oscura no está sin embargo distribuida de manera uniforme en el universo, sino que forma aglomeraciones y brazos de una red con aspecto de telaraña. Debido a ello, nuestra región local de la Vía Láctea debería contener alrededor de un billón de axiones por centímetro cúbico.

 

Los nuevos cálculos obtenidos gracias a la citada supercomputadora proporcionan ahora a los físicos un intervalo concreto en el que buscar axiones con las mayores probabilidades de éxito.

 

Información adicional

Quizá también puedan interesarle estos enlaces...

Copyright © 1996-2017 Amazings® / NCYT® | (Noticiasdelaciencia.com / Amazings.com). Todos los derechos reservados.
Depósito Legal B-47398-2009, ISSN 2013-6714 - Amazings y NCYT son marcas registradas. Noticiasdelaciencia.com y Amazings.com son las webs oficiales de Amazings.
Todos los textos y gráficos son propiedad de sus autores. Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin consentimiento previo por escrito.
Excepto cuando se indique lo contrario, la traducción, la adaptación y la elaboración de texto adicional de este artículo han sido realizadas por el equipo de Amazings® / NCYT®.

Amazings® / NCYT® • Términos de usoPolítica de PrivacidadMapa del sitio
© 2017 • Todos los derechos reservados - Depósito Legal B-47398-2009, ISSN 2013-6714 - Amazings y NCYT son marcas registradas. Noticiasdelaciencia.com y Amazings.com son las webs oficiales de Amazings.
Powered by FolioePress