De las colisiones de estrellas de iones y neutrones pesados al Big Bang

_{El SFB-TR 211 investiga la colisión de iones pesados y estrellas de neutrones en condiciones extremas. La imagen de simulación muestra la densidad de dos estrellas de neutrones que se han fusionado. Crédito: L. Rezzolla, Goethe-Uni Frankfurt}

El Centro de Investigación Colaborativa Transregio «Materia que interactúa fuertemente en condiciones extremas», una iniciativa conjunta de la Universidad Técnica de Darmstadt, la Universidad Goethe de Frankfurt y la Universidad de Bielefeld, ha estado investigando los estados más extremos de la materia que se encuentran en el universo desde julio de 2017. La Fundación Alemana de Investigación (DFG) financia este Transregio (SFB-TRR) 211 por otros cuatro años con 8,9 millones de euros.

El nuevo portavoz es el profesor Guy Moore, físico nuclear de TU Darmstadt. Asume esta función del profesor Dirk Rischke, quien investiga y enseña en la Universidad Goethe de Frankfurt. El Transregio también fortalece la cooperación dentro de la Alianza Estratégica de Universidades del Rin-Meno (RMU), que la Universidad Goethe de Frankfurt, TU Darmstadt y la Universidad Johann Gutenberg de Mainz formaron en 2015.

¿Qué sucede cuando la materia normal se comprime o se calienta tanto que los núcleos atómicos se superponen y se fusionan? Luego, la materia entra en un nuevo estado cuyas propiedades están determinadas por las «interacciones fuertes», es decir, la fuerza que une a los protones y neutrones en el núcleo atómico.

Esta fuerte interacción también genera la unión entre los bloques de construcción internos de los protones y neutrones, los quarks y gluones, y estos bloques de construcción fundamentales finalmente dominan las propiedades de la materia en condiciones extremas.

Tales influencias ambientales que rompen los límites, como temperaturas de más de un billón de grados y densidades de más de cien millones de toneladas por centímetro cúbico, que son muchos órdenes de magnitud más altas que en el centro del sol, se logran en colisiones de iones pesados, que actualmente se están investigando experimentalmente en el Colisionador de Iones Pesados Relativista (RHIC) en Nueva York, en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN en Ginebra, y en un futuro cercano en la instalación de aceleración FAIR en Darmstadt

Además, tales condiciones también prevalecen durante la fusión de estrellas de neutrones, que se encuentran entre los eventos astrofísicos más poderosos y se detectaron por primera vez en 2017 midiendo ondas gravitacionales.

Condiciones similares también ocurrieron en los primeros 10 microsegundos después del Big Bang y, por lo tanto, tienen un impacto en la estructura y el contenido del universo actual.