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Investigadores de la Universidad de Alicante descubren nuevas formas de estudiar el misterio de la materia oscura

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ALICANTE, 21 (EUROPA PRESS)

Un equipo de investigadores de la Universidad de Alicante (UA) ha publicado recientemente un estudio en el que revela un “innovador método de estudio” del axión de cromodinámica cuántica (QCD), como uno de los “grandes enigmas y desafíos” de la ciencia.

En concreto, se persigue “dar una explicación a la materia oscura como misteriosa forma de materia compuesta por partículas que no absorben, reflejan o emiten luz y, por tanto, son invisibles para el ser humano”, ha remarcado la institución académica en un comunicado.

Los investigadores del Departamento de Física Aplicada de la UA y autores del estudio, Antonio Gómez-Bañón y José A. Pons, apuntan que se sabe que existe materia oscura “por sus efectos gravitacionales, pero no se ha podido observar directamente”.

La universidad recuerda que el axión QCD es una partícula hipotética que “podría resolver grandes cuestiones de la física fundamental, como la naturaleza de la materia oscura, de ahí que sea crucial determinar sus propiedades, como su masa y su forma de interactuar con otras partículas”.

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“Lo interesante es que estas propiedades podrían acotarse observando fenómenos astrofísicos. Si esta partícula existe, su presencia tendría efectos medibles en ciertos entornos extremos como son las estrellas de neutrones”, destacan Gómez-Bañón y Pons.

De hecho, su último trabajo, publicado en la revista ‘Physical Review Letters’ junto a investigadores de la Universidad Técnica de Múnich, se centra en entender “cómo el axión QCD puede afectar la estructura y temperatura de las estrellas de neutrones y, al mismo tiempo, busca maneras de acotar las propiedades de estas partículas”.

“CONTRIBUCIONES CLAVE” DEL ESTUDIO

El equipo de investigadores de la UA ha realizado dos “contribuciones clave” en la búsqueda de este axión: la identificación de una nueva región de exclusión en su espacio de parámetros y el desarrollo de un método innovador para acotar sus propiedades, utilizando estrellas de neutrones.

Las soluciones obtenidas revelan que, para ciertos valores de los parámetros del axión QCD, la capa externa de la estrella de neutrones se vuelve más delgada, reduciendo su aislamiento térmico y acelerando el enfriamiento de la estrella. Por comparación, “esto es equivalente a que un planeta pierda su atmósfera y se anule el efecto invernadero”, explican los autores del estudio.

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Para alcanzar esta conclusión, los investigadores han llevado a cabo simulaciones de la evolución térmica de la estrella a largo plazo. “En etapas avanzadas de la evolución, las simulaciones predijeron estrellas de neutrones más frías que los datos observacionales. Esta diferencia nos ha permitido establecer nuevos límites a los valores de los parámetros del axión QCD”, señalan.

A diferencia de enfoques previos, el nuevo método ideado examina cómo la propia presencia del axión modifica la estructura de la estrella de neutrones, comprimiendo sus capas externas y acelerando su enfriamiento.

Asimismo, según han apuntado, la región de exclusión que han identificado restringe modelos teóricos previos, “especialmente aquellos en los que el axión QCD sería un poco más ligero de lo esperado”.

“Si bien aún no hemos detectado el axión QCD, su posible influencia en los entornos más extremos del universo abre una ventana única para explorar los misterios más profundos de la física”, han concluido los investigadores de la UA.

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