Investigadores han logrado avances significativos en la comprensión de la materia quark a través del estudio de estrellas de neutrones, los objetos más densos del universo. Estas observaciones permiten inferir propiedades de la materia quark en condiciones de alta densidad, donde se espera que se comporte como un superconductor de color.
Color Superconductividad y Estrellas de Neutrones
La superconductividad de color es un fenómeno que se produce a densidades extremadamente altas, donde los quarks, que son los componentes fundamentales de los protones y neutrones, forman pares, similar a lo que ocurre con los electrones en los superconductores convencionales. A pesar de que este comportamiento ha sido objeto de estudio por más de dos décadas, el cálculo de la fortaleza del emparejamiento en estos superconductores ha sido complicado. Sin embargo, la relación entre la presión de la materia densa y la fuerza de emparejamiento ha sido un aspecto crucial en la investigación.
Un estudio reciente, publicado en la revista Physical Review Letters, ha logrado establecer el primer límite empírico sobre la fuerza del emparejamiento en la superconductividad de color utilizando observaciones de estrellas de neutrones. Estos cuerpos celestes son fundamentales para entender la física de la materia en condiciones extremas, y su estudio puede revelar propiedades de la materia quark que no se podrían investigar de otra forma.
Las mediciones realizadas con instrumentos como NICER, LIGO/Virgo y telescopios de radio terrestres han proporcionado datos valiosos sobre las presiones y densidades en el núcleo de varias estrellas de neutrones. Los investigadores llevaron a cabo un análisis estadístico de estas mediciones para extraer un rango de posibles presiones a densidades de materia quark. Esto les permitió determinar los efectos de emparejamiento que son consistentes con las observaciones de estrellas de neutrones y, en última instancia, extraer límites empíricos sobre la fuerza del emparejamiento en la superconductividad de color.
Este avance abre nuevas fronteras en la investigación, ofreciendo la posibilidad de utilizar la astrofísica de las estrellas de neutrones para profundizar en la física de la materia quark. La conexión entre la observación de estos cuerpos celestes y la teoría de superconductividad de color representa un paso significativo en la comprensión de la materia en las condiciones más extremas del universo.
Más información: Aleksi Kurkela et al, Astrophysical Equation-of-State Constraints on the Color-Superconducting Gap, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.262701
