El vacío – espacio esencialmente vacío de materia por completo – es algo extraño. Y puede ser incluso más extraño, de acuerdo con una reciente investigación. Motivados por los resultados del experimento PVLAS, que mostró que no sólo el vacío no tiene nada sino que puede actuar como un cristal bajo un fuerte campo magnético, un grupo de científicos hemos propuesto una partícula candidata a la materia oscura producida durante los inicios del universo y en el interior de las estrellas.
Los cristales, materiales con una estructura atómica ordenada, no son algo nuevo en el mundo de la física. Los físicos los han usado de muchas formas, como para provocar que la luz que oscila en una dirección (luz “polarizada linealmente”) gire mientras oscila (convirtiéndose en luz “polarizada circularmente). Pero un vacío que actúa como un cristal es algo completamente distinto.
En el experimento PVLAS, que se desarrolla en el Laboratorio Nacional Legnaro en Italia, consta de un vacío en una cámara, aplicando un fuerte campo magnético a la cámara usando potentes imanes, y dirigir un chorro de luz en un extremo. Observando que la luz saliente giraba como si hubiese pasado a través de un cristal.
“Proponemos que el intenso campo magnético provoca que la luz se mezcle con ciertas partículas hipotéticas, llamadas pseudoescalares”,.
“Esencialmente, la luz es parcialmente convertida en estas partículas, la cual se convierte de nuevo en luz tras un breve intervalo de tiempo. La interacción de estas partículas con la luz y otras partículas conocidas es muy débil. De que aquí que puedan ser candidatas para la materia oscura”.
Obstaculizando su camino, no obstante, se encuentran los límites astrofísicos que gobiernan cómo la luz se acopla a estas partículas. Estos límites sugieren que el acoplado debe ser mucho más débil de lo que sugiere el límite de los resultados de los experimentos de laboratorio. Sin embargo, proponemos que los límites no son aplicables si los pseudoescalares también interactúan con bastante fuerza con otros pseudoscalares.
Si estos que los pseudoescalares, si existen, se habrían producido probablemente en los inicios del universo y luego dispersado a través del mismo. Sugerimos que, en el universo actual, cuando las nubes de polvo colapsan en estrellas, los pseudoescalares son absorbidos debido a la gravedad. Además, los pseudoescalares de alta energía se producen dentro de los núcleos de estas estrellas.
Los pseudoscalares pueden pasar a través de una nube de partículas normales pero no una que esté formada por pseudoescalares. Esto es lo que los atrapa dentro de las estrellas: Un pseudoescalar en el Sol no podría viajar muy lejos, sólo aproximadamente un centímetro, antes de colisionar con otro pseudoescalar. Como resultado, los pseudoscalares – al contrario que los fotones – nunca llegarían a la superficie.
En este escenario, las estrellas además desempeñan un papel de equilibrio de la materia oscura. Su enorme gravedad tira e los pseudoescalares galácticos y otra materia mientras, en el interior de las estrellas, los fotones y los pseudoescalares recientemente formados empujan para salir. Finalmente, estas fuerzas se igualan, atrapando algunos pseudoescalares.
Esperemos de esta forma poder conocer una variable de tal materia oscura, componente del 97% del Todo. Vaya que materia!!!.
Adolfocanals@educ.ar
Los cristales, materiales con una estructura atómica ordenada, no son algo nuevo en el mundo de la física. Los físicos los han usado de muchas formas, como para provocar que la luz que oscila en una dirección (luz “polarizada linealmente”) gire mientras oscila (convirtiéndose en luz “polarizada circularmente). Pero un vacío que actúa como un cristal es algo completamente distinto.
En el experimento PVLAS, que se desarrolla en el Laboratorio Nacional Legnaro en Italia, consta de un vacío en una cámara, aplicando un fuerte campo magnético a la cámara usando potentes imanes, y dirigir un chorro de luz en un extremo. Observando que la luz saliente giraba como si hubiese pasado a través de un cristal.
“Proponemos que el intenso campo magnético provoca que la luz se mezcle con ciertas partículas hipotéticas, llamadas pseudoescalares”,.
“Esencialmente, la luz es parcialmente convertida en estas partículas, la cual se convierte de nuevo en luz tras un breve intervalo de tiempo. La interacción de estas partículas con la luz y otras partículas conocidas es muy débil. De que aquí que puedan ser candidatas para la materia oscura”.
Obstaculizando su camino, no obstante, se encuentran los límites astrofísicos que gobiernan cómo la luz se acopla a estas partículas. Estos límites sugieren que el acoplado debe ser mucho más débil de lo que sugiere el límite de los resultados de los experimentos de laboratorio. Sin embargo, proponemos que los límites no son aplicables si los pseudoescalares también interactúan con bastante fuerza con otros pseudoscalares.
Si estos que los pseudoescalares, si existen, se habrían producido probablemente en los inicios del universo y luego dispersado a través del mismo. Sugerimos que, en el universo actual, cuando las nubes de polvo colapsan en estrellas, los pseudoescalares son absorbidos debido a la gravedad. Además, los pseudoescalares de alta energía se producen dentro de los núcleos de estas estrellas.
Los pseudoscalares pueden pasar a través de una nube de partículas normales pero no una que esté formada por pseudoescalares. Esto es lo que los atrapa dentro de las estrellas: Un pseudoescalar en el Sol no podría viajar muy lejos, sólo aproximadamente un centímetro, antes de colisionar con otro pseudoescalar. Como resultado, los pseudoscalares – al contrario que los fotones – nunca llegarían a la superficie.
En este escenario, las estrellas además desempeñan un papel de equilibrio de la materia oscura. Su enorme gravedad tira e los pseudoescalares galácticos y otra materia mientras, en el interior de las estrellas, los fotones y los pseudoescalares recientemente formados empujan para salir. Finalmente, estas fuerzas se igualan, atrapando algunos pseudoescalares.
Esperemos de esta forma poder conocer una variable de tal materia oscura, componente del 97% del Todo. Vaya que materia!!!.
Adolfocanals@educ.ar
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