Las partículas similares al axión son interesantes debido a que aparecen regularmente cuando los científicos estudian la Teoría de Cuerdas. Observando sus propiedades, se espera aprender sobre la Teoría de Cuerdas, o alguna otra teoría unificada de la física. Desde un punto de vista cosmológico, las partículas similares al axión son de interés debido a que podrían estar conectadas con la energía oscura”, dice Clare Burrage a PhysOrg.com. El principal problema de este estudio de las partículas similares al axión, no obstante, es el hecho de que su existencia – de forma similar a sus primos, los axiones – aún tiene que ser demostrada.
Burrage es un científico de DESY en Hamburgo, Alemania. Cree que podrían haberse encontrado algunas pruebas cosmológicas para las partículas similares al axión. Junto a Anne-Christine Davis del Centro de Ciencias Matemáticas en Cambridge, Reino Unido, y Douglas Shaw de la Universidad Queen Mary de Londres, Burrage ha estado estudiando las relaciones de luminosidad en los núcleos galácticos activos. El equipo cree que sus resultados ofrecen un buen apoyo para la existencia de las partículas similares al axión, las cuales se cree que tienen baja masa e interacciones débiles. Su trabajo está disponible en la revista Physical Review Letters: “Los núcleos galácticos activos arrojan luz sobre las partículas similares al axión”.
“Durante mucho tiempo se ha especulado que podría usarse un campo magnético para cambiar fotones por partículas similares al axión. Es posible buscar estas partículas en el laboratorio, y también es posible buscarlas usando la astronomía. Estamos buscando partículas similares al axión en la astronomía, primero comparando las observaciones de los núcleos galácticos con lo que se espera que sean los efectos de la presencia de partículas similares al axión”
Los núcleos galácticos activos son regiones compactas en los centros de las galaxias. Estos núcleos están caracterizados por una luminosidad mayor de lo normal. Usar los centros galácticos como referencia ha sido una práctica habitual desde hace mucho tiempo cuando se descubren objetos lejanos y se determina la evolución cósmica. Burrage y sus compañeros sugieren que los núcleos activos galácticos parecen más tenues de lo que deberían debido a la presencia de partículas similares al axión. “Hemos visto en el pasado que si los fotones pasan a través de un campo magnético, como uno que podría estar cerca de un núcleo galáctico, y se convierten en partículas similares al axión, se perdería luz”, explica. “Verías un objeto mucho más tenue de lo esperado. Esto es lo que estamos viendo, cuando observamos las medidas de precisión que hemos estudiado”.
Burrage señala que, aunque los resultados de estos cálculos dan ánimo, no son concluyentes. “El problema con la astronomía es que no puedes salir y fisgonear en la galaxia”, dice. “Hay una gran cantidad de física que no comprendemos. Podría haber otra explicación que imite los efectos que estamos buscando. Necesitamos verlo también en el laboratorio, si queremos respaldar nuestras afirmaciones de que estamos tratando con partículas similares al axión”.
Ahora mismo, existen experimentos en curso en muchos laboratorios que intentan determinar si las partículas similares al axión existen realmente. Uno está teniendo lugar en el CERN, y es el experimento en el que Burrage está más interesada. “Los experimentadores están usando lo que se conoce como Telescopio Solar de Axiones del CERN”, dice. “Tiene una tapa en un extremo del telescopio apuntando al Sol que no dejaría pasar los fotones. Las partículas similares al axión, no obstante, pasarían a través de la tapa. Entonces se haría pasar un campo magnético a través del telescopio, cambiando las partículas similares al axión en fotones. Si puedes ver luz, incluso con la tapa puesta, sería un buen indicador de la existencia de estar partículas”. Se están llevando a cabo otros experimentos en el Laboratorio Fermi y en DESY, e implican un procedimiento similar que daría como resultado la aparición de luz “pasando a través” de una gruesa barrera.
Actualmente, no obstante, Burrage y sus colegas están interesados en observar los resultados de atenuación de otros objetos astronómicos. “Estamos interesados en resultados de laboratorio de experimentos con partículas similares al axión, pero no estamos implicados. En lugar de esto, estamos intentando ver si otros tipos de objetos astronómicos se ven afectados de la misma forma que los núcleos galácticos activos. Si estos efectos se ven en las observaciones de otros objetos, se reforzará en caso de las partículas similares al axión”
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