La física se vuelve rara en los extremos. La astrofísica generalmente se ocupa de lo extremadamente grande: grandes energías, grandes gravedades y montones, montones de cosas. La mecánica cuántica, por otro lado, generalmente se ocupa de los extremadamente pequeños: quarks y otras partículas que el ojo humano no puede ver en absoluto. Hasta ahora, a pesar de décadas de intentos, ninguna Gran Teoría Unificada (o cualquier otra teoría) combina estas dos teorías opuestas. Esto hace que sea aún más interesante que un equipo del Observatorio de la Montaña Púrpura de la Academia de Ciencias de China haya propuesto la idea de que los núcleos interiores de las estrellas de neutrones, uno de los ejemplos más extremos de grandes extremos en el universo, podrían estar formados por un tipo de partícula diminuta que forma parte de la “sopa” de la mecánica cuántica llamada quark extraño.
Los quarks extraños son uno de los seis tipos de quarks que se encuentran en el modelo estándar de física de partículas. Están emparejados con varios otros quarks, incluidos Charm, Up y Bottom. Por lo general, es difícil estudiar estos quarks en la vida real, ya que se disipan casi de inmediato después de crearse hasta un punto en el que se pueden medir.
Sin embargo, las estrellas de neutrones están hechas de algunos de los materiales más densos del universo. Por lo general, se forman cuando una estrella se queda sin combustible y colapsa sobre sí misma. A veces, este fenómeno crea un agujero negro, mientras que otras veces, dependiendo de la masa de la estrella, crea una estrella de neutrones.
Dada la emocionante física que rodea su creación, se han recopilado muchos datos sobre las estrellas de neutrones. Estos incluyen ondas gravitacionales de fusiones de estrellas de neutrones binarias, su masa y sus radios. Todos estos datos fueron introducidos en un modelo por el investigador del CAS, y otra parte de ese modelo les dio un extraño resultado de quark. Esa parte es cromodinámica cuántica.
La cromodinámica cuántica, comúnmente conocida como QCD, es una rama de la física de partículas que se ocupa de cómo interactúan los quarks entre sí. Se ha reunido mucha evidencia experimental a lo largo de los años, pero aún es un desafío para la mayoría de los no expertos entenderlo. Un componente importante se conoce como la fuerza del color, que los científicos creen que es responsable de una de las cuatro fuerzas fundamentales de la física: la fuerza nuclear fuerte.
Los investigadores utilizaron QCD para verificar otra serie de cálculos conocidos como la “ecuación de estado”, que ayuda a determinar cuándo la materia pasa de “hadrónica” (es decir, materia normal que se compone de neutrones, protones y electrones) a materia de quarks. Por lo general, los hadrones están formados por los propios quarks, pero a presiones lo suficientemente altas, los enlaces que mantienen unidos a esos quarks en la formación de hadrones se rompen. Según la nueva investigación, la presión dentro de las estrellas de neutrones parece exceder esos niveles, lo que hace que sus núcleos internos estén formados completamente por quarks. Y esos núcleos quarky podrían tener hasta 1 km de ancho.
Todo esto es otro ejemplo de la naturaleza extrema de la astrofísica y de cómo los fenómenos masivos, como las estrellas de neutrones, pueden ser alimentados por fenómenos extraordinariamente diminutos, como los extraños quarks. Todavía hay mucho más que aprender sobre las estrellas de neutrones, ya que continúan brillando como faros de la física extrema que nos ayudarán a comprender mejor nuestro universo.
Con información de UniverseToday
