Los científicos están utilizando el Universo como un «colisionador cosmológico»
21/7/2017 de CfA / Physical Review Letters
Una investigación nueva ha descubierto cómo las propiedades de las partículas elementales subatómicas, visualizadas en el centro de esta ilustración de artista, pueden estar impresas en las estructuras cósmicas más grandes visibles en el Universo, mostradas a los lados. Crédito: Paul Shellard.
Los físicos están buscando una conexión directa entre las estructuras cósmicas más grandes y los objetos más pequeños conocidos para utilizar el universo como un «colisionador cosmológico» que les permita investigar física nueva.
El mapa tridimensional de galaxias del cosmos y el residuo de la radiación del Big Bang – el fondo cósmico de microondas – son las mayores estructuras del universo que los astrofísicos observan con sus telescopios. Las partículas elementales subatómicas, por otro lado, son los objetos más pequeños conocidos del universo que los físicos de partículas estudian utilizando colisionadores de partículas.
La inflación cósmica es el escenario teórico más ampliamente aceptado que explica lo que precedió al Big Bang. Esta teoría indica que el tamaño del Universo creció a un ritmo extraordinario y acelerado en la primera fracción diminuta de segundo después de que el Universo fuese creado. Se trató de un suceso altamente energético durante el cual todas las partículas del Universo fueron creadas e interactuaron unas con otras. Esto es parecido al ambiente que los físicos intentan crear en colisionadores, con la excepción de que su energía puede ser 10 mil millones de veces mayor que la de cualquiera de los colisionadores que los humanos puedan construir.
En los colisionadores, los físicos e ingenieros construyen instrumentos para leer los resultados de los episodios de colisión. La pregunta es entonces cómo debemos de leer los resultados del colisionador cosmológico. «El número relativo de partículas fundamentales que poseen masas distintas – lo que llamamos el espectro de masas – en el Modelo Estándar poseen un patrón especial que puede ser interpretado como la huella dactilar del Modelo Estándar», explica Zhong-Zhi Xiangyu (Harvard University). «Sin embargo, esta huella dactilar cambia al cambiar el ambiente y habría sido muy diferente en la época de la inflación a como la vemos ahora». Los investigadores demostraron que el espectro de masas del Modelo Estándar tendría un aspecto distinto para diferentes modelos de la inflación. También demostraron cómo este espectro de masas está grabado en el aspecto de la estructura a gran escala de nuestro Universo.
