Fan llum sobre un nou model de matèria fosca cosmològica
9/6/2023 de Newcastle University / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
El centre d’un halo de matèria fosca difusa, etiquetat com a “nucli de solitó coherent” en la imatge, és físicament indistingible d’un BEC coherent com aquells creats en sistemes atòmics freds típics, però s’estén al llarg de milers d’anys llum. Amb la inclusió d’una xicoteta regió de transició, la resta de l’halo és incoherent a causa d’una madeixa de vòrtexs quàntics que s’entrellacen en el volum de l’halo fora del nucli lliure de vòrtexs. La madeixa de vòrtexs és dependent del temps, però la vorticitat general que crea es manté constant en el temps. Crèdit: Dr. Gary Liu.
Investigadors de la Universitat de Newcastle van utilitzar coneixements adquirits de l’estudi dels condensats de Bose-Einstein atòmics ultrafreds per analitzar el comportament de la matèria fosca difusa, un nou model de matèria fosca cosmològica que ha captat recentment l’atenció dels cosmòlegs.
Van descobrir que l’estat físic del nucli dels halos de matèria fosca difusa, les estructures gravitacionalment lligades en les quals es creu que es formen galàxies com la nostra, és el mateix que el dels condensats de Bose-Einstein (BEC) formats en trampes atòmiques de laboratori.
L’equip interdisciplinari també va trobar que la matèria fosca difusa que envolta els nuclis dels halos està en un estat turbulent, amb vòrtexs i fluctuacions que inhibeixen la coherència en tot l’halo. Aquestes propietats distingeixen la matèria fosca difusa del model més àmpliament acceptat de matèria fosca freda, en el qual no existeixen característiques coherents ni vòrtexs quàntics.
Els científics van demostrar que els centres dels halos de matèria fosca en aquest nou model de matèria fosca difusa són pràcticament gegantins BEC, que s’estenen no només mil·lionèsimes de metres (micròmetres) com en els sistemes atòmics freds típics, sinó milers d’anys llum (equivalent a desenes de milers de milions de quilòmetres), abastant els centres de les galàxies i exhibint una propietat característica dels sistemes quàntics i els BEC anomenada coherència.
[Font]
