Los científicos podrían explicar la naturaleza de la materia oscura a través de estas partículas subatómicas

Astrónomo observatorio

Getty Images

  • Un grupo de investigadores estadounidenses ha descubierto partículas, escondidas a simple vista en los rayos X, que pueden tener la explicación para la existencia de la materia oscura.
  • El descubrimiento de estos axiones, partículas subatómicas peculiares, constituye uno de los mayores hallazgos científicos en el campo de la física.
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El campo de la física podría estar de celebración gracias a los nuevos hallazgos de un grupo de investigadores liderado por Benjamin Safdi, autor principal del estudio y físico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Estados Unidos).

Tal y como afirman en Physical Review Leters, la revista de la American Physical Society, se han hallado evidencias sobre unas partículas subatómicas muy peculiares que se esconden a simple vista en los rayos-X.  

Estas, conocidas como axiones, provienen del entorno de "Las siete Magníficas", un grupo de estrellas de neutrones en enfriamiento, en las cuales se forjan las partículas que se están investigando.

El descubrimiento podría ayudar a la Física en la ardua tarea de explicar el origen de la materia oscura, así como otros misterios del Universo.

"El hallazgo de axiones ha sido uno de los mayores esfuerzos en la física de partículas de alta energía, a nivel práctico y teórico", ha comentado Raymond Co, astrónomo de la Universidad de Minnesota (Estados Unidos).

Aunque el equipo ha asegurado que aún no es un descubrimiento como tal, sino un pálpito que se confirmará con más investigaciones y observaciones, con mejor material científico.

"Creemos que los axiones podrían existir, pero aún no los hemos descubierto. Se pueden comparar con partículas fantasma. Pueden estar en cualquier parte del Universo, pero no interactúan fuertemente con nosotros, por lo que aún no tenemos ninguna observación de ellos", ha concretado Co.

Los axiones podrían revolucionar la física teórica

El estudio basa su origen en la teoría de Peccei-Quinn de 1977, en el ámbito de la cromodinámica cuántica, para explicar la conservación de la simetría CP, un término que explica por qué las ecuaciones de la física de partículas son invariantes bajo inversiones especulares.

Además, la investigación intenta ir más allá de la Teoría de Cuerdas, unas hipótesis científicas de la física teórica que afirman que las partículas subatómicas son estados vibracionales de un objeto llamado "cuerda".

En este sentido, los axiones son partículas hipotéticas predichas por esta teoría. Si realmente existen, deberían aparecer dentro de las estrellas, pues se producen en su seno, a diferencia de los axiones de materia oscura, con los que no hay que confundirlos.

Así, lo que los físicos buscaron fue la radiación excesiva en "Las 7 Magníficas", nombre informal con el que se conoce a un grupo aislado de estrellas de neutrones en enfriamiento, ya que este es uno de los métodos que existen para buscar axiones.

Imagen de NGC 7009, capturada por el Observatorio de rayos-X Chandra, de la NASA.
Imagen de NGC 7009, capturada por el Observatorio de rayos-X Chandra, de la NASA.

Reuters

Estas estrellas colapsaron durante una supernova, por lo que ahora están en edad media, lo que significa que han pasado algunos miles de años desde que murieron. Debido a su enfriamiento, las estrellas emiten rayos-X en bajas cantidades.

Además, están compuestas por campos magnéticos que superan por trillones a los que existen en la Tierra, lo cual favorece la descomposición del axión en estas estrellas, que se encuentran a 1.500 años luz de nuestro planeta, relativamente cerca.

"Estamos bastante seguros de que existe radiación excesiva, y muy seguros de que hay algo nuevo en este exceso", ha comentado Safdi. "Si estuviéramos totalmente seguros de que lo que estamos viendo es una nueva partícula, revolucionaría la física", ha añadido.

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Aun así, en el espacio exterior existen muchos procesos que provocan radiación, por lo que el equipo examinó detalladamente, con potentes telescopios, otras posibles fuentes como el púlsar, que emiten ondas de radio más potentes. 

Para probar que no existían fuentes cercanas a las estrellas de neutrones utilizaron los observatorios XMM-Newton y Chandra, los cuales orbitan el espacio y están especializados en rayos-X.

Aun así, Co ha asegurado que "no estamos afirmando que hayamos descubierto el axión todavía, sino que los fotones de rayos X adicionales pueden explicarse por los axiones". "Es un descubrimiento emocionante", ha apostillado.

La próxima etapa en la investigación será observar si este hallazgo se puede verificar. Así, los investigadores quieren utilizar un nuevo telescopio de la NASA, el NuSTAR, para observar a "Las 7 Magníficas" o las estrellas blancas enanas, de las cuales no se espera que emitan radiación. 

"Si volvemos a ver un exceso de rayos-X allí, estaremos bastante convencidos de que esto escapa al modelo estándar", ha concluido Safdi.

Aun así, habrá que esperar a que este gran hallazgo proponga una disrupción en la física teórica y un paradigma revolucionario en el campo de la física cuántica.

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