¿Se han encontrado axiones, las primeras partículas de una nueva Física?

Ahora, un equipo de investigadores liderado por Benjamin Safdi , del Lawrence Berkeley National Laboratory, en California, propone en un artículo publicado hace unos días en Physical Review Letters que los «culpables» de esa emisión extrema de rayos X podrían ser los axiones, unas partículas teóricas, nunca observadas en laboratorio, creadas por las estrellas y que se convertirían en partículas de luz ( fotones ) en presencia de un campo magnético.

Según algunos investigadores, los axiones también podrían ser las partículas constituyentes de la materia oscura, ese «otro» tipo de materia que resulta indetectable pero que sabemos que es cinco veces más abundante que la materia ordinaria de la que están hechos los planetas, las estrellas y las galaxias.

Para llevar a cabo su trabajo, Safdi y sus colegas crearon modelos informáticos con los que comprobar la idea de que los axiones generados en el interior de las estrella podrían, efectivamente, convertirse en rayos X en los campos magnéticos que las rodean. Hasta ahora nadie ha conseguido observar un axión, pero su existencia fue predicha en la pasada década de los setenta. Safdi admite que es demasiado pronto para estar seguros de que los axiones son los «culpables» de esas extrañas emisiones de rayos X, pero confía en que un nuevo modelo computerizado apunte a «algo» que esté fuera del Modelo Estándar , la gran teoría de la Física que describe todas las partículas subatómica y las cuatro fuerzas que las gobiernan.

«Estamos bastante seguros de que existe este exceso de rayos X -asegura Safdi- y estamos muy seguros que en ese exceso hay algo nuevo. Si estuviéramos seguros al 100% de que lo que estamos viendo es una nueva partícula, sería algo muy grande. Y algo revolucionario para la Física». Para los investigadores, sin embargo, incluso si el exceso observado de rayos X no tuviera nada que ver con los axiones, seguiría siendo un indicativo de la existencia de una Física totalmente nueva.

Dada su edad y características, los Siete Magníficos deberían emitir únicamente rayos X de baja energía, junto a luz ultravioleta, Pero no es así. Lejos de eso, las siete estrellas emiten rayos X de energía ultra alta, algo que desconcierta por completo a los astrónomos que las observan. Las estrellas de neutrones son restos extraordinariamente densos y comprimidos de estrellas gigantes que han agotado su combustible y que han colapsado sobre sí mismas, algunas dando lugar a explosiones de supernova. Y es cierto que existe un tipo de estrellas de neutrones, los púlsares, que son capaces de emitir rayos X ultra energéticos . Pero no es el caso de estas siete estrellas, que no son púlsares.

Desconcertados, los astrónomos han tratado incluso de averiguar si detrás de ese cúmulo de estrellas de neutrones existen otros objetos que podrían estar emitiendo los misteriosos rayos X, pero todos los esfuerzos han sido en vano. Aparte de los Siete Magníficos, en los alrededores no hay nada que pueda justificar las enigmáticas emisiones.

Si el axión realmente existe, las predicciones nos dicen que debe ser una partícula con una masa muy baja . Safdi y su equipo descubrieron, además, que los axiones podrían comportarse de forma muy similar a los neutrinos, partículas extremadamente ligeras, bien conocidas por los físicos y que pueden también surgir en el interior de las estrellas de neutrones cuando los neutrones chocan entre sí. Los axiones, según el investigador, podrían generarse de la misma forma.

Gracias a su baja masa y a lo poco que interaccionan con el resto de la materia, los axiones podrían escapar fácilmente de los núcleos de las estrellas de neutrones y salir al espacio a toda velocidad. Allí, sin embargo, se encontrarían con los poderosos campos magnéticos que rodean a las estrellas de neutrones, de modo que se convertirían en fotones, partículas de luz. En las longitudes de onda más cortas que la de la luz visible, estas partículas serían registradas por los instrumentos de los astrónomos como rayos X de alta energía.

«No estamos afirmando aún que hayamos descubierto el axión -asegura Raymosnd Co , coautor del estudio-. Pero sí decimos que los fotones de rayos X adicionales pueden explicarse por axiones. Es un descubrimiento emocionante sobre el exceso de fotones de los rayos X, y una posibilidad muy real que ya es consistente con nuestra interpretación de los axiones».

Para Safdi, el siguiente paso es buscar axiones en otro tipo de estrellas, las enanas blancas que, como las estrellas de neutrones, no deberían emitir intensos haces de rayos X. Según el investigador, «si también detectamos un exceso de rayos X allí, empezaría a ser bastante convincente el hecho de que esto es algo que va más allá del Modelo Estándar».