Las estrellas de neutrones arrojan luz sobre la materia de quarks

Ilustración de artista de la fusión de dos estrellas de neutrones. Crédito: University of Warwick/Mark Garlick.

La materia de quarks (una fase de la materia extremadamente densa constituida por partículas subatómicas llamadas quarks) puede que exista en el interior de las estrellas de neutrones. Puede también ser creada durante breves momentos en colisionadores de partículas de la Tierra, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del laboratorio europeo CERN. Pero el comportamiento colectivo de la materia de quarks no es fácil de conocer.

Aleksi Kurkela (Universidad de Stavanger, Noruega) y su equipo han utilizado datos de estrellas de neutrones para establecer límites más estrictos sobre el comportamiento colectivo de esta forma extrema de la materia.


Kurkela y sus colaboradores utilizaron una propiedad de las estrellas de neutrones deducida a partir de la primera observación de las colaboraciones LIGO y Virgo de ondas gravitacionales (arrugas en el tejido del espacio-tiempo) emitidas por la fusión de dos estrellas de neutrones. Esta propiedad describe la rigidez de una estrella en respuesta a tensiones causadas por la atracción gravitatoria de una estrella compañera y se la conoce técnicamente como deformabilidad de marea.

Para describir el comportamiento colectivo de la materia de quarks, los físicos generalmente emplean ecuaciones de estado, que relacionan la presión de un estado de materia con otras propiedades de ese estado. Pero no han logrado todavía encontrar una ecuación de estado única para la materia de quarks, sólo han derivado familias de dichas ecuaciones. Incluyendo valores de deformabilidad por marea de las estrellas de neutrones observadas por LIGO y Virgo en una variedad de una familia de ecuaciones de estado de la materia de quarks, Kurkela y sus colaboradores consiguieron reducir de forma notable el tamaño de la familia de ecuaciones, lo que proporciona límites más estrictos sobre las propiedades colectivas de la materia de quarks.https://observatori.uv.es