Partícula propuesta ayuda a explicar los extraños fotones galácticos

En 2002, un satélite llamado INTEGRAL se lanzó por parte de la Agencia Espacial Europea con un instrumento a bordo para detectar y medir rayos gamma procedentes del espacio. Cuatro años más tarde, arrojó algunos datos intrigantes: Un número inusualmente alto de fotones de rayos gamma procedentes del centro galáctico portaban la misma energía — una concreta energía significativa — y nadie podía imaginar por qué.

La energía es 511 keV (kilo electrón voltios), y resulta ser la energía de masa en reposo exacta del positrón, la antipartícula del electrón, el cual emite un fotón a 511 keV cuando se aniquila con un electrón. Los rayos gamma, entonces, son un signo revelador de positrones en el centro galáctico. De dónde proceden los positrones, no obstante, no está claro.

Por una parte, los científicos pensaron que los positrones podrían originarse como pares electrón-positrón conocidos habitualmente como positronio, un “elemento” que existe durante un periodo de tiempo muy corto antes de que el electrón y el positrón se aniquilen. Para que el positronio sea el origen de los ratos gamma, debería haber grandes cantidades del mismo, pero las fuentes habituales de positronio, tales como los agujeros negros y las supernovas, no emiten la suficiente cantidad.

“Los teóricos han pensado que la línea de 511 keV podría proceder de la aniquilación de materia oscura en el centro de nuestra galaxia, pero todos los candidatos bien conocidos a materia oscura, tales como las súper-partículas más ligeras, no encajarían con los datos”, dijo el astrofísico Seong Chan Park a PhysOrg.com.

Park y sus colegas Ji-Haeng Huh, Jihn E. Kim, y Jong-Chul Park investigadores de la Universidad Nacional de Seúl en Corea, propusieron recientemente una explicación que implica a una nueva partícula.

El grupo sugiere que los positrones proceden de un “fermión milicargado”, una partícula de muy bajo peso con una diminuta carga eléctrica. La sugerencia no es totalmente novedosa, dado que muchos físicos creen que debe haber una nueva física — una nueva partícula, específicamente — subyaciendo bajo la producción de rayos gamma.

“Las interpretaciones preferidas de los rayos gamma de 511 keV implican la introducción de nuevas partículas, y un fermión milicargado que se propuso anteriormente, nada menos hace 20 años, como candidato a materia oscura”, dijo Park. “Pero en este trabajo hemos manejado el urgente problema de interpretar la anomalía de 511 keV usando fermiones milicargados, dentro de ciertas restricciones físicas”.

La partícula propuesta puede producir positrones, los cuales emitirían fotones de rayos gamma a 511 keV decayendo en positrones y electrones, los cuales se aniquilarían y emitirán fotones. Alternativamente, podrían aniquilarse con su propia antipartícula para arrojar un electrón y un positrón que posteriormente se aniquilarían.

El fermión milicargado, si existe, habría escapado a la detección en los experimentos con colisionadores debido a que su carga eléctrica en diminuta, dicen Park y sus colegas. También sugieren esta partícula como candidato a materia oscura, formando posiblemente hasta el 10 por ciento de la materia oscura del universo.

“Al principio, nos preocupaba la idea de que la materia oscura ‘milicargada’ fuese inconsistente con alguno de los datos experimentales existentes”, dice Park. “Al final resultó que este no era el caso y que había sitio para encajarlo todo, lo cual es interesante”.

Esta investigación se describe en el ejemplar de la edición on-line del 3 de junio de 2008, de Physical Review D.


Autor: Laura Mgrdichian
Fecha Original: 25 de julio de 2008
Enlace Original

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Comments (2)

  1. Partícula propuesta ayuda a explicar los extraños fotones galácticos…

    [c&p] En 2002, un satélite llamado INTEGRAL se lanzó por parte de la Agencia Espacial Europea con un instrumento a bordo para detectar y medir rayos gamma procedentes del espacio. Cuatro años más tarde, arrojó algunos datos intrigantes: Un nú…

  2. Ana Salcedo

    Hola desde Suiza,
    m
    Muy interesante el artículo, yo quisiera que me explicaran de que se compone exactamente el cinturón de fotones, si es verdad que lo estamos atravesando y que efecto puede tener sobre la tierra y sus seres.
    Es cierto que en el Cern están precisiamente ocupándose con este tema porque quieren evitar de algún modo el efecto debastador de los fotones sobre el planeta? Por otra parte, no creen que si ese cinturón está ahí es por algo y que quizá su función es muy parecida a la de la quimioterapia -para limpiar la supericie de los planetas que en su viaje por la galaxia acumulan demasiadas bacterias en su superficie…???
    Saludos

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