Los científicos han descubierto una partícula candidata a la materia oscura, y los investigadores sugieren que un heaxaquark de la estrella d es otro objetivo en el intento de resolver uno de los mayores misterios del universo.
La materia oscura constituye aproximadamente una cuarta parte del universo. La energía oscura, que se cree que es la fuerza que impulsa la expansión del universo, constituye alrededor del 68 por ciento. El resto, un cinco por ciento, constituye el universo visible, que incluye todas las estrellas, planetas y galaxias.
Los científicos saben que la materia oscura existe por la fuerza gravitatoria que parece ejercer sobre el universo visible.
Se cree que sin la materia oscura, las galaxias se desgarrarían.
Pero como la materia oscura no absorbe ni emite luz, no puede verse. Esto significa que los científicos no saben qué es. Se han propuesto varias partículas como candidatas a la materia oscura, y los investigadores están realizando actualmente experimentos con colisionadores de partículas para tratar de reducirla.
En un estudio publicado en la revista Journal of Physics G: Nuclear and Particle PhysicsMIkhail Bashkanov Daniel Watts, de la Universidad de York del Reino Unido, han presentado un nuevo candidato.
Como explicó Bashkanov a Newsweek en un correo electrónico, «La materia que nos rodea está hecha de moléculas, las moléculas están hechas de átomos, los átomos están hechos de núcleos atómicos con electrones orbitando alrededor de ellos.
Los núcleos atómicos están hechos de protones y neutrones. Los protones y los neutrones están formados por quarks. En este sentido, los quarks son los bloques de construcción de la materia».
Tradicionalmente, los protones y los neutrones están formados por tres quarks cada uno. En los últimos años, los científicos han encontrado partículas exóticas formadas por cuatro o cinco quarks, conocidas como tetraquarks y pentaquarks.
El hexaquark, que está formado por seis quarks, también se ha descubierto recientemente. Sólo contiene quarks ligeros, dijo Bashkanov. «De hecho, se puede formar d* al chocar protones y neutrones», explicó. «Creemos que esta partícula es muy compacta, a pesar de que tiene seis quarks [is] se espera que tenga el tamaño del protón, que sólo tiene tres quarks».
Descubrieron la partícula durante unos experimentos realizados en el acelerador de Juelich (Alemania), en los que hacían chocar haces de protones con neutrones. A cierta energía, descubrieron que se producía una nueva partícula. Actualmente están realizando más experimentos para tratar de estudiar la estructura interna del hexaquark de la estrella d.
Como candidato a materia oscura, Bashkanov dijo que la estrella d tiene varias ventajas. En primer lugar, se sabe que existe. En segundo lugar, en el universo primitivo había muchos quarks a altas densidades, lo que es similar a sus experimentos de laboratorio.
Por último, saben que las partículas con bosones pueden formar condensados de Bose-Einstein, que se cree que son candidatos a materia oscura.
«Así que tenemos un motivo (los hexaquarks son bosones) y una oportunidad (alta densidad en el universo temprano)», dijo Bashkanov. «Lo que aún no sabemos es la capacidad: no sabemos todavía si la interacción entre los hexaquarks les permite formar condensados de propiedades deseadas. Actualmente estamos trabajando en esta cuestión».
Dijo que hay más trabajo por hacer y que hay muchas preguntas sin respuesta, pero su propuesta es comprobable. «La hipótesis puede ser fácilmente errónea. Es ciencia. Conocemos muchas hipótesis bonitas que han demostrado ser erróneas.
Pero con la ayuda de la comunidad científica esperamos aclarar esta cuestión con bastante rapidez. Ese es el poder de la ciencia».
Justin Read, director de Física de la Universidad de Surrey (Reino Unido), que no participó en el estudio, dijo que los hallazgos presentan «una nueva idea interesante». Dijo Newsweek, «Queda mucho trabajo por hacer para demostrar realmente que puede funcionar en detalle, pero dado que aún no hemos encontrado una partícula candidata a materia oscura, no debemos dejar ninguna piedra sin remover.
«Estos son unos primeros pasos alentadores, pero aún quedan muchos interrogantes. Estos hexaquarks interactuarán con los fotones, lo que podría violar las limitaciones actuales de las observaciones.
Los cálculos detallados también pueden revelar problemas para producirlos en número suficiente en el Universo primitivo, o para mantener la estabilidad.
Será interesante ver cómo se desarrolla esto en futuros trabajos».
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