Arrojando nueva luz sobre la tierra sombría del universo

Vivimos en un universo misterioso, la mayor parte del cual no podemos ver. ¿De qué está hecho y ha cambiado su composición con el tiempo? Las galaxias iluminadas por estrellas, los cúmulos de galaxias y los supercúmulos están incrustados dentro de halos invisibles compuestos de material transparente al que los científicos se refieren como el «materia oscura.» Esta sustancia misteriosa crea una estructura enorme e invisible en todo el espacio y el tiempo: un tapiz fabuloso y fantástico tejido con filamentos pesados ​​compuestos de esta materia «oscura», que se cree que se formó a partir de partículas no atómicas exóticas y no identificadas. En marzo de 2020, un equipo de científicos anunció que había identificado una partícula subatómica que podría haber formado el materia oscura en el Universo durante su nacimiento Big Bang.

Los científicos creen que hasta el 80% del Universo podría ser materia oscura, pero a pesar de años de investigación, su origen sigue siendo un enigma. Aunque no se puede observar directamente, la mayoría de los astrónomos piensan que esta forma fantasmal de materia es realmente allá porque baila gravitacionalmente con formas de materia que se pueden observar, como estrellas y planetas. Este material invisible está formado por partículas exóticas que no emiten, absorben ni reflejan la luz.

Un equipo de físicos nucleares de la Universidad de York (Reino Unido) está proponiendo ahora una nueva partícula candidata para este material fantasmal, una partícula que recientemente detectaron llamada hexaquark estrella d.

los hexaquark estrella d se compone de seis quarks–las partículas fundamentales que normalmente se combinan en tríos para formar los protones y neutrones del núcleo atómico.

Levanta un quark para reunir a Mark

El novelista irlandés James Joyce (1882-1941) tuvo un personaje borracho en El velorio de Finnegan levantar un litro de cerveza oscura para brindar por un hombre llamado Finnegan que acababa de morir. Dijo erróneamente «levanta un cuarc para reunir a Mark». El físico estadounidense, premio Nobel Murray Gell-Mann (1929-2019), quien fue uno de los científicos que propusieron la existencia de la cuarc en 1964, pensó que era tan gracioso que nombró a esta subpartícula en honor al anfitrión borracho. El físico ruso-estadounidense George Zweig también propuso de forma independiente la existencia del cuarc ese mismo año.

A cuarc es un tipo de partícula elemental que es un constituyente fundamental de la materia. quarks se combinan para crear partículas compuestas llamadas hadrones. hadrones son partículas subatómicas de un tipo que incluye protones y neutrones, que puede participar en la fuerte interacción que mantiene unidos los núcleos atómicos. De hecho, el más estable hadrones son protones y neutrones–los componentes que forman los núcleos de los átomos. Debido a un fenómeno denominado confinamiento de color, quarks no han sido observados directamente o encontrados de forma aislada. Por esta razón, se han encontrado sólo dentro de hadrones. Debido a esto, gran parte de lo que los científicos han aprendido sobre quarks se ha derivado del estudio hadrones.

quarks también muestran ciertas propiedades intrínsecas, como la masa, el color, la carga eléctrica y el espín. Son la única partícula elemental conocida en el Modelo estándar de física de partículas para mostrar las cuatro interacciones fundamentales, también denominadas fuerzas fundamentales–la fuerte interacción, la débil Interacción, gravitacióny electromagnetismo. quarks son también las únicas partículas elementales conocidas cuyas cargas eléctricas no son múltiplos enteros de la carga elemental.

los tipos de quarks se conocen como sabores: arriba, abajo, extraño, encanto, parte inferior, y parte superior. Cuanto más pesado quarks experimentar rápidamente una metamorfosis en arriba y abajo quarks como resultado de un proceso llamado descomposición de partículas. descomposición de partículas se refiere a la transformación de un estado de mayor masa a estados de menor masa. Por esta razón, arriba y abajo quarks son estables, así como las más abundantes del Universo. A diferencia de, extraño, encanto, parte inferior, y parte superior quarks solo se puede producir en colisiones de alta energía, como las que involucran rayos cósmicos o aceleradores de partículas. Para cada sabor a quark hay un correspondiente antiquark. los antipartícula antiquark difiere de la cuarc sólo en ciertas propiedades, como la carga eléctrica. los antipartículas antiquark tienen igual magnitud pero signo contrario.

Había poca evidencia de la existencia física de quarks hasta que se realizaron experimentos de dispersión inelástica profunda en el Centro Acelerador Lineal de Stanford en 1968. Los experimentos con aceleradores han proporcionado evidencia de la existencia de los seis sabores. los quark superiorobservado por primera vez en Fermilab en 1995, fue el último en ser descubierto.

La tierra de las sombras del universo

A menudo se dice que la mayor parte de nuestro Universo está «desaparecido», compuesto principalmente por una sustancia no identificada que se conoce como energía oscura. El misterioso energía oscura está provocando que el Universo se acelere en su expansión, y se piensa que es una propiedad del propio Espacio.

Las mediciones más recientes indican que el Universo está compuesto por aproximadamente un 70% energía oscura y 25% materia oscura. Actualmente, tanto el origen como la naturaleza del misterioso materia oscura y energía oscura son desconocidos Una fracción considerablemente más pequeña de nuestro Universo está compuesta por la llamada materia atómica «ordinaria». La materia atómica «ordinaria» -que es realmente extraordinaria- es comparativamente escasa. Sin embargo, es el material el que da cuenta de todos los elementos enumerados en el familiar Tabla periódica. A pesar de ser el pequeño «pequeño» de la camada cósmica de tres, la materia atómica «ordinaria» es lo que forma las estrellas, los planetas, las lunas y las personas, todo aquello con lo que los seres humanos en la Tierra están más familiarizados. También es la preciosa forma de materia que hizo que la vida se formara y evolucionara en el Universo.

En las escalas más grandes, el Universo se ve igual dondequiera que se observe. Muestra una apariencia burbujeante y espumosa, con filamentos extremadamente masivos y enormes compuestos de materia oscura entrelazándose entre sí, creando una estructura similar a una red que se conoce como el Red cósmica. Los filamentos fantasmales y transparentes del gran Red cósmica son trazados por miríadas de galaxias que arden con los fuegos de la brillante luz de las estrellas, delineando así las inmensas trenzas entrelazadas de materia oscura que contienen las galaxias del Universo visible. Enorme, cavernoso, oscuro y casi vacío vacíos interrumpir este patrón similar a una red. los vacíos albergan pocas galaxias, y esta es la razón por la que parecen estar completamente vacías. En dramático contraste, los filamentos masivos iluminados por las estrellas del Red cósmica tejer alrededor de estos casi vacíos vacíoscreando un fabuloso y complicado nudo trenzado.

Algunos cosmólogos han propuesto que toda la estructura a gran escala del Universo está realmente compuesta por un solo filamento y un solo Vacío retorcidos juntos en una maraña intrincada y compleja.

Introducir el Hexaquark d-estrella

los hexaquark estrella d se compone de seis quarks. Estas partículas fundamentales normalmente se combinan en tríos para formar los protones y neutrones del núcleo atómico. Lo más importante, los seis quarks en un hexaquark estrella d crear un bosón partícula. Esto indica que cuando un gran número de hexaquarks estrella d están presentes que pueden bailar juntos y combinar en muy diferentes caminos a los protones y neutrones. A bosón es una partícula que transporta energía. Por ejemplo, fotones son bosones

El equipo de científicos de la Universidad de York propone que en las condiciones que existían poco después del Big Bang, una multitud de hexaquarks estrella d podría haberse reunido y luego combinado cuando el Universo se enfrió desde su estado original extremadamente caliente y luego se expandió para dar lugar a un quinto estado de la materia, lo que se denomina un Condensado de Bose-Einstein.

A Condensado de Bose-Einstein es un estado de la materia en el que átomos separados o partículas subatómicas, enfriados hasta casi el cero absoluto, se fusionan en una sola entidad cuántica, es decir, una que puede describirse mediante una función de onda, en una escala casi macroscópica.

El Dr. Mikhail Bashkanov y el Dr. Daniel Watts del Departamento de Física de la Universidad de York publicaron la primera evaluación de la viabilidad de este nuevo materia oscura candidato.

Dr. Watts señaló en un 3 de marzo de 2020 Comunicado de prensa de la Universidad de York que «El origen de materia oscura en el Universo es una de las preguntas más importantes de la ciencia y una que, hasta ahora, se ha quedado en blanco».

«Nuestros primeros cálculos indican que la condensación de d-estrellas son un nuevo candidato factible para materia oscura y esta nueva posibilidad parece digna de una investigación más detallada», añadió.

«El resultado es particularmente emocionante ya que no requiere ningún concepto nuevo para la física», continuó comentando el Dr. Watts.

El coautor, el Dr. Bashkanov, explicó en el mismo Comunicado de prensa de la Universidad de York que «El próximo paso para establecer este nuevo materia oscura candidato será obtener una mejor comprensión de cómo el d-estrellas interactúan: cuándo se atraen y cuándo se repelen. Estamos enseñando nuevas medidas para crear d-estrellas dentro de un núcleo atómico y ver si sus propiedades son diferentes a cuando están en espacio libre».

Los científicos planean ahora colaborar con investigadores en Alemania y los Estados Unidos para probar su nueva teoría de.materia oscura y cazar d-estrella hexaquarks En el universo.