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Diferentes distribuciones de densidad de las varias fases de pasta.

Espacioprofundo.es 18/11/12

Cuando las estrellas explotan en supernovas, la onda de choque hacia el exterior está precedida por una especie de ‘rebote’ en el que la materia y las partículas elementales colapsan hacia el núcleo de la estrella con tanta fuerza que alcanzan un umbral crítico de densidad, de tal manera que las fuerzas nucleares entran en juego y presionan contra ese colapso. Al final, lo único que queda es un remanente brillante de polvo y gas.

Sin embargo, aún no comprendemos bien gran parte de la física que se produce durante este proceso, aunque los científicos creen que en algún momento durante la fase de colapso, la materia ultra-densa se organiza en formas inusuales apodadas “pasta nuclear”.

Una nueva simulación de ordenador realizada por físicos de la Universidad de Tennessee en Knoxville, y publicada el mes pasado en la revista Physical Review Letters, ha identificado una nueva forma de pasta, o fase, que esperan algún día podría arrojar algo de luz sobre la muy complicada física que se esconde detrás de las explosiones de supernovas, tales como el papel que juegan los neutrinos durante dichos eventos.

Estas formas de pasta creadas por partículas nucleares cuando se está desarrollando una supernova pueden parecer barras, placas, o burbujas (agujeros redondos, o agujeros en forma de cilindros). Se trata de una categoría conocida entre los físicos como “materia frustrada”, que también incluye ferromagnetos, cristales, sólidos blandos…

Este fenómeno ocurre cuando las diferentes fuerzas de choque dentro de un sistema provocan que la materia sea incapaz de encontrar un equilibrio, lo que hace que el material sea inestable, es decir, “frustrado”.

En el caso de una supernova, aquellas fuerzas que compiten son la atracción y repulsión de Coulomb nuclear -la ley física que indica que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos cargados eléctricamente es directamente proporcional a la fuerza de las cargas eléctricas (e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellos)

Básicamente, si se cargan dos nucleones positivamente, estos se repelen entre sí, por lo menos hasta que se acercan demasiado, momento en que la fuerza nuclear toma el control y los nucleones comienzan a atraerse entre sí. El resultado son las extrañas formas de pasta predichas por los modelos informáticos previos. La ‘materia frustrada’ puede llegar a representar entre el 15 al 20 por ciento del total de materia durante la etapa de ‘rebote’ de una supernova.

Jirina Stone y su estudiante Knoxville, Helena Pais, decidió construir un nuevo modelo informático desde cero, con la esperanza de producir una mejor simulación de la compleja física que tienen lugar -y tal vez aprender el papel que juega esta “pasta nuclear” durante ese período de rebote crítico.

A medida que la densidad de la materia aumenta, su modelo predijo todas las formas previamente identificadas, así como una nueva forma, una que se asemeja a una “barra transversal” o, como Physics Buzzprefiere llamarlo, una “fase de pasta de doble pajarita.”