Investigadores galegos avanzan no estudo da materia escura

Investigadores da Facultade de Ciencias do campus de Ourense buscaron entre os anos 2015 e 2016, e coa colaboración de científicos doutras universidades, puntos de contacto entre a óptica non lineal e a dinámica gravitacional, en especial a formación de buratos negros. Os “sorprendentes” resultados obtidos, din agora, “amosaron como os colapsos diferidos, un descubrimento recente no estudo dos espazos de Anti de Sitter acoplados a materia escalar, teñen unha nítida contrapartida na dinámica da ecuación de Schrodinger non Lineal, un formalismo básico da óptica non lineal”. A analoxía, recalcan, “é certamente notable e obtense tras cálculos numéricos computacionalmente custosos”, apunta o físico Ángel Paredes, investigador principal do proxecto.

O proxecto, titulado' Do colapso gravitatorio a efectos extremos en fibras ópticas', foi financiado no marco da convocatoria Explora, do Ministerio de Economía e Competitividade, destinada a financiar a exploración de “ideas heterodoxas e radicalmente innovadoras”. Ademais de Ángel Paredes, contou coa participación dos investigadores Humberto Michinel, José Ramón Salgueiro e Ismael Ordóñez, tamén do campus de Ourense; David Nóvoa, do Instituto Max Planck, e Javier Mas e Alexandre Serantes, da Universidade de Santiago de Compostela.

Segundo explican os investigadores, nos espazos de Anti de Sitter, unha perturbación inicial evoluciona ata, nalgúns casos, concentrarse para formar un furado negro. “Se representamos o tempo que tarda a materia en colapsar fronte á intensidade da perturbación, aparece unha característica gráfica en forma de chanzos”, sinalan.

Os colapsos, describen, son de dous tipos: en certos casos o colapso pódese extrapolar ata perturbacións infinitesimais e a estrutura de chanzos é extremadamente limpa. Noutros, por debaixo de certa enerxía non hai colapso. Aquí, os chanzos son menos ordenados e hai rexións caóticas entre eles. “No proxecto atopamos que exactamente o mesmo sucede na ecuación de Schrodinger non Lineal en presenza dun potencial harmónico”, apunta Ángel Paredes, que forma parte do Programa de retención do talento investigador da Universidade de Vigo.

Esta correspondencia “é un resultado totalmente novo e abre a posibilidade de investigación multi ou interdisciplinar”. En vista dos resultados, engaden, “sería interesante revisar os experimentos chamados de Bosenova en que condensados de átomos fríos se fan colapsar no laboratorio”. Ademais, subliñan, pode ser de grande utilidade no eido da gravitación e teoría de cordas xa que permite comprobar as hipóteses que teñen formulado sobre este fenómeno, “un problema que a día de hoxe está aberto e é obxecto de intensa investigación”. Por último, os resultados teñen un interese estritamente matemático “xa que achamos un novo tipo de comportamento nunha ecuación que foi obxecto de infinidade de análises previas”.

Estudando analoxías entre comportamentos ópticos e gravitatorios, no marco do estudo, engaden os seus responsables, “fixemos avances nun campo totalmente distinto como é o da materia escura”. Deste xeito, sinalan, “démonos conta de que hai unha observación relativa a un choque de galaxias que é difícil explicar coa teoría convencional, pero que é moi natural se a materia escura se comporta como unha onda”.

Esta teoría ondulatoria da materia escura, aclaran, ten sido moi estudada, sendo a novidade o feito de que os investigadores ourensáns a aplicaron "á misteriosa observación". "Propomos que unhas observacións a día de hoxe sen explicación clara sobre a materia escura se poden describir de forma natural en termos de interferencia de solitóns, un fenómeno amplamente estudado en óptica non lineal”, comenta Ángel Paredes. Esta é unha hipótese, sinalan os investigadores, que poderá ser confirmada ou rexeitada no futuro, pero que "por agora xa ten creado interese na comunidade internacional especializada", informa a UVigo.