Una de las ideas más anheladas (y discutidas) de la física es la posibilidad de que todas las fuerzas, partículas e interacciones conocidas puedan conectarse en un Solo mismo marco teórico. Se le llama «teoría del todo» y unificaría nuestro entendimiento del universo. La teoría de cuerdas, en sus distintos versiones, es tal vez la propuesta más famosa. Grosso modo, viene a decir que las partículas subatómicas, Por lo general representadas De exactamente la misma forma que puntos, consisten en la vibración de objetos Aún más pequeños que parecen cuerdas o filamentos en un espaciotiempo de varias dimensiones. Sin embargo, Hasta ahora ha tenido muy pocas pruebas experimentales. En un intento de poner a demuestra la famosa teoría, los astrónomos que utilizan el Observatorio Chandra de rayos X de la NASA han observado el cúmulo de Perseo, una gigantesca estructura (550.000 años luz de diámetro) unida por la gravedad en la constelación del mismo nombre, a unos 240 millones de años luz de la Tierra. Los estudiosos consideraban que ese era el sitio ideal para buscar una partícula llamada axión que muchos modelos de teoría de cuerdas predicen que debería existir. Si bien, no han conseguido detectarla. No obstante los resultados no descartan por completo estas teorías, sí proporcionan un golpe a Ciertas maneras de entenderla. Materia oscura
Según explican los estudiosos, estas partículas aún no detectadas deberían tener masas extraordinariamente bajas, Desde una millonésima comunicado de la masa de un electrón hasta la masa cero. De esta forma, algunos científicos Creen que los axiones podrían explicar el misterio de la materia oscura, una misteriosa sustancia que nadie ha mostrado nunca Sin embargo que se cree representa la gran mayoría de la materia en el universo. Una propiedad inusual de estas partículas de masa ultrabaja sería que En ocasiones podrían convertirse en fotones (dicho de otro modo, paquetes de luz) a medida que pasan En medio ámbitos magnéticos. Lo contrario También puede ser cierto: los fotones También pueden convertirse en axiones bajo Ciertas condiciones. La frecuencia con la que se desencadena este repuesto depende de la facilidad con que realizan esta conversión, lo que lleva por nombre su «convertibilidad». Algunos científicos han propuesto la existencia de una clase más extensa de partículas de masa ultrabaja con propiedades similares a los axiones. Los axiones tendrían un Solo valor de convertibilidad en cada masa, Sin embargo las «partículas similares a axiones» tendrían un rango de convertibilidad en La misma masa. «Si bien puede parecer una posibilidad remota buscar partículas diminutas Del mismo modo que axiones en estructuras gigantes Al semejante que cúmulos de galaxias, en realidad son excelentes lugares para mirar», afirma David Marsh, de la Universidad de Estocolmo en Suecia y coautor del estudio. «Los cúmulos de galaxias contienen sectores magnéticos en distancias gigantes, y También a menudo contienen fuentes de rayos X brillantes. En suma, estas propiedades aumentan las posibilidades de que la conversión de partículas similares a axiones sea detectable». Para buscar signos de partículas similares a axiones, el club de astrónomos examinó A lo largo de cinco días las observaciones de rayos X de Chandra del material que caía hacia el agujero negro supermasivo en el centro del cúmulo de galaxias de Perseo. La larga observación y la brillante fuente de rayos X dieron un espectro con suficiente sensibilidad Al semejante que para mostrar las distorsiones que los científicos esperaban si es que hubiera partículas afines a axiones. La carencia de detección de semejantes distorsiones permitió a los estudiosos descartar la presencia de La mayoría de los tipos de partículas afines a axiones en el rango de masa a la que sus observaciones eran sensibles, por debajo de aproximadamente una millonésima de una mil millonésima comunicado de la masa de un electrón. «Nuestra investigación no descarta la existencia de estas partículas, Pero definitivamente no ayuda a su caso», reconoce la coautora Helen Russell, de la británica Universidad de Nottingham. «Estas restricciones profundizan en el rango de propiedades sugeridas por la teoría de cuerdas y pueden ayudar a los teóricos de cuerdas a afinar en sus teorías». Resultados poderosos
El último resultado se dirigió más o menos tres o cuatro veces más sensible que la mejor búsqueda previa de partículas afines a axiones, que provino de las observaciones de Chandra del agujero negro supermasivo en M87. Este estudio de Perseo Además es más o menos cien veces más poderoso que las mediciones actuales que se pueden elaborar en los laboratorios aquí en la Tierra para el rango de masas considerado. Los autores concluyen que una posible interpretación de su trabajo es que no existen partículas afines a axiones. No obstante otra explicación, indican, es que las partículas tienen valores de convertibilidad aún más bajos que el límite de detección de esta observación, y más bajos de lo que ciertos físicos de partículas esperaban. Asimismo podrían tener masas más altas que las probadas con los datos de Chandra. «Hasta hace poco no tenía idea de cuánto aportan los astrónomos de rayos X a la teoría de cuerdas, Pero podríamos desempeñar un papel importante», reflexiona Christopher Reynolds, de la Universidad de Cambridge, También en Reino Unido, y responsable del estudio publicado en «The Astrophisical Journal» y libre en arXiv.org. «Si Finalmente se detectan estas partículas, cambiaría la física para siempre». Pero por lo visto, para saber si es que los partidarios de la maravillosa teoría de cuerdas tienen razón aún hay que aguardar un poco más.