Texto publicado por SUEÑOS;

Física.

En busca del axión, una partícula fantasmal y posible identidad de la
materia oscura.

El que probablemente sea el detector de axiones más sensible del mundo, está
instalado en el Centro de Física Nuclear Experimental y Astrofísica de la
Universidad de Washington en Seattle, Estados Unidos. Aunque ya funciona,
todavía se halla en fase de pruebas, si bien comenzará pronto a intentar
captar lo desconocido, manifestado en este caso como la interacción muy
débil entre el hipotético axión y la radiación electromagnética.

El objetivo del Experimento Axión Materia Oscura, organizado y conducido por
el equipo del físico Leslie Rosenberg, es la búsqueda de axiones de materia
oscura fría en el halo de la Vía Láctea, intentando detectar para ello la
muy débil conversión de axiones en fotones de microondas.

El detector emplea un potente electroimán superconductor instalado alrededor
de un receptor de microondas de alta sensibilidad que es mantenido a 269
grados centígrados bajo cero. Esa temperatura tan fría reduce el "ruido"
térmico e incrementa enormemente las probabilidades de que el detector capte
axiones convirtiéndose en fotones de microondas.

El receptor de microondas puede ser ajustado a la masa del axión, lo cual
también aumenta las probabilidades de detectar una interacción entre los
axiones y el campo magnético del detector. Una reacción depositaría en el
receptor una cantidad de energía electromagnética minúscula pero detectable
y delatadora, que sería registrada por los ordenadores que monitorizan al
detector.

En la comunidad científica se planteó por vez primera la existencia del
axión a finales de la década de 1970. Se supone que esta partícula reacciona
gravitacionalmente con la materia, aunque no parece tener otras
interacciones.

Leslie Rosenberg, a la derecha, y Gray Rybka, examinan parte de la
maquinaria para el detector de axiones. (Foto: Mary Levin / Universidad de
Washington)

Los axiones, si es que existen, deben tener una masa muy baja. Si asumimos
que la masa está directamente relacionada con la energía, se requiere muy
poca energía para producir axiones.

En la física cuántica, cada partícula es descrita como una onda. La longitud
de onda corresponde a la energía de la partícula. Partículas pesadas tienen
longitudes de onda pequeñas, pero los axiones, de baja energía, podrían
tener longitudes de onda de muchos kilómetros.

Se ha especulado asimismo con que los axiones pueden acumularse alrededor de
un agujero negro y extraer energía de la acción de éste.

La materia oscura es una clase exótica de materia que pasa del todo
desapercibida excepto por su supuesta influencia gravitacional. Los
científicos llegaron a la conclusión años atrás de que hay materia extra y
oculta, distribuida de un modo que tampoco se corresponde con la simple
presencia de agujeros negros convencionales, y que es la responsable de que
las galaxias no se fragmenten en tiras cuando giran sobre sí mismas. Las
galaxias generan una importante fuerza centrípeta durante su rotación. La
gravedad es el pegamento que contrarresta esa fuerza y mantiene a las
estrellas y a los planetas juntos dentro de sus galaxias, pero no hay
suficiente materia visible en el universo para generar la cantidad de
gravedad necesaria para evitar que las galaxias se disgreguen en jirones.

Además de extraña e "invisible", la materia oscura es abundante. Se calcula
que la gran mayoría de la materia en el universo (más de las tres cuartas
partes) se compone de ese material "oscuro" que no parece emitir radiación
electromagnética.

De la naturaleza de la materia oscura no se sabe casi nada.

Las conjeturas sobre la misma se pueden agrupar en dos teorías principales.
Una de ellas, en los últimos tiempos la favorita, es la de la materia oscura
fría, y fue propuesta a mediados de la década de 1980. Esta teoría sostiene,
entre otras cosas, que inmediatamente después del Big Bang, las partículas
de materia oscura adoptaron velocidades bajas.

La teoría de la materia oscura caliente es parecida, aunque defiende que
tras el Big Bang las partículas de materia oscura mantuvieron velocidades
relativamente altas.

Con uno u otro tipo de materia oscura en escena, la evolución inicial del
universo pudo ser muy diferente. Por ejemplo, según unas simulaciones
informáticas sobre la formación de las primeras estrellas del universo, que
fueron realizadas en 2007 por un equipo del Instituto de Cosmología
Computacional de la Universidad de Durham, para las partículas de materia
oscura fría, de movimiento lento, las primeras estrellas se formaron
aisladas unas de otras, con sólo una única estrella de gran masa por cada
concentración esférica de materia oscura. En cambio, para la materia oscura
caliente, de rápido movimiento, una gran cantidad de estrellas de tamaños
diferentes se formaron en la misma época, en un gran episodio de formación
de estrellas.

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