Arrojan luz sobre un nuevo modelo de materia oscura cosmológica
9/6/2023 de Newcastle University / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
El centro de un halo de materia oscura difusa, etiquetado como «núcleo de solitón coherente» en la imagen, es físicamente indistinguible de un BEC coherente como aquellos creados en sistemas atómicos fríos típicos, pero se extiende a lo largo de miles de años luz. Con la inclusión de una pequeña región de transición, el resto del halo es incoherente debido a una madeja de vórtices cuánticos que se entrecruzan en el volumen del halo fuera del núcleo libre de vórtices. La madeja de vórtices es dependiente del tiempo, pero la vorticidad general que crea se mantiene constante en el tiempo. Crédito: Dr. Gary Liu.
Investigadores de la Universidad de Newcastle utilizaron conocimientos adquiridos del estudio de los condensados de Bose-Einstein atómicos ultrafríos para analizar el comportamiento de la materia oscura difusa, un nuevo modelo de materia oscura cosmológica que ha captado recientemente la atención de los cosmólogos.
Descubrieron que el estado físico del núcleo de los halos de materia oscura difusa, las estructuras gravitacionalmente ligadas en las que se cree que se forman galaxias como la nuestra, es el mismo que el de los condensados de Bose-Einstein (BEC) formados en trampas atómicas de laboratorio.
El equipo interdisciplinario también encontró que la materia oscura difusa que rodea a los núcleos de los halos está en un estado turbulento, con vórtices y fluctuaciones que inhiben la coherencia en todo el halo. Estas propiedades distinguen a la materia oscura difusa del modelo más ampliamente aceptado de materia oscura fría, en el cual no existen características coherentes ni vórtices cuánticos.
Los científicos demostraron que los centros de los halos de materia oscura en este nuevo modelo de materia oscura difusa son prácticamente gigantescos BEC, que se extienden no solo millonésimas de metros (micrómetros) como en los sistemas atómicos fríos típicos, sino miles de años luz (equivalente a decenas de miles de millones de kilómetros), abarcando los centros de las galaxias y exhibiendo una propiedad característica de los sistemas cuánticos y los BEC llamada coherencia.
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