El estudio no asegura que estos antifotones sean el misterio resuelto, pero sí da nuevas pistas, te explicamos
Escucha este artículo
La materia oscura, el enigma que hace girar las galaxias, podría tener un nuevo candidato: los fotones oscuros. Descubre cómo este estudio propone buscarlos experimentalmente.
En la segunda mitad del siglo XX, la astrónoma Vera Rubin reveló uno de los grandes problemas sin resolver de la cosmología: la materia oscura. Según observó la científica, las estrellas en los márgenes de las galaxias giran tan rápido como aquellas ubicadas en el centro. Este comportamiento contradice todos los modelos previos sobre el comportamiento de la materia.
Muy pronto, Rubin llegó a la conclusión de que había dos soluciones posibles: o la dinámica newtoniana no funcionaba con grandes volúmenes de masa o había una especie de materia que no podían ver, pues no interactuaba con nada, pero afectaba la gravedad de las galaxias.
Era como captar con un telescopio la mano invisible de un poltergeist auténtico. Aquel fantasma de casa embrujada, que mueve los objetos del cosmos sin ser visto, fue conocido como la materia oscura.
Según recupera la biógrafa Ashley Jean Yeager en el libro Bright Galaxias, Dark Matter, and Beyond, Vera Rubin llegó a resumir su hallazgo con las siguientes palabras:
“Pensamos que estábamos estudiando el universo. Pero ahora sabemos que solo estudiamos una fracción de él. El resto es algo que los astrónomos no pueden ver en ninguna longitud de onda”.
Desde entonces, la materia oscura ha sido el objetivo de cientos de artículos e investigaciones que han intentado atrapar al fantasma en el ático de la física moderna. Esta materia no puede ser vista porque no interactúa con la luz, pero ejerce gravedad.
Mientras que algunos proponen enmendar las leyes newtonianas del movimiento, otros proponen diferentes partículas que podrían esconderse en nuestras mediciones del movimiento de las galaxias. Ahora, empieza a resonar un nuevo posible candidato para resolver el enigma de la materia oscura: los fotones oscuros, un anverso hipotético de la luz.
En un artículo publicado en Physical Review Letters, Junwu Huang y Mohamad Shalaby, investigadores del Instituto Perimeter, en colaboración con Anson Hook, de la Universidad de Maryland, han propuesto que el fotón oscuro podría ser un contendiente serio en la carrera para identificar a la fuerza invisible que empuja las orillas de las galaxias.
Las disquisiciones previas sobre los fotones oscuros habían calculado que estas partículas hipotéticas se habían convertido en fotones comunes después del Big Bang, de forma semejante a los números negativos que arrojan números positivos cuando se multiplican.
Por lo general, los investigadores que trataron el tema en el pasado conjeturaban que la conversión de fotón oscuro en luz ordinaria era un proceso lineal. No obstante, la energía que exigía el proceso era sospechosamente elevada.
Ahora, los autores del nuevo estudio señalan que este proceso no habría ocurrido de esta forma. Las simulaciones hechas por computadora arrojaron que los fotones oscuros dejaban de convertirse en luz después de cierta cantidad. Al respecto, Junwu Huang explicó en un comunicado:
“Nos dimos cuenta de que, al convertir energía en el plasma del Modelo Estándar, el plasma entra en un estado caótico”.
Como resultado, el estudio indica bajo qué parámetros podría buscarse experimentalmente a los fotones oscuros. El estudio no asegura que estos antifotones sean responsables de la materia oscura, pero sí muestra cómo podría comprobarse esta idea. Al respecto, el físico Mohamad Shalaby explicó en el mismo comunicado:
“Al calcular correctamente el plasma del universo temprano, los experimentos podrán explorar nuevos espacios de parámetros y, potencialmente, observar algo real”.
