Vacío que es 'realmente vacío' resuelve el puzle de la energía oscura

Un espacio-tiempo continuo de tranquilidad.

El espacio vacío puede realmente estar vacío. Aunque la teoría cuántica sugiere que un 'vacío' debería estar burbujeante de actividad de partículas, resulta que este panorama paradójico de 'la nada' puede no ser necesario. Un escenario más tranquilo del vacío también ayudaría a resolver una persistente contradicción con la energía oscura, la elusiva fuerza que se cree que causa la aceleración de la expansión del Universo.

La teoría cuántica de campo nos dice que los pares de partículas de corta duración y sus antipartículas son constantemente creados y destruidos en el espacio aparentemente vacío. Una rama de la teoría, llamada cromodinámica cuántica (QCD) -donde se explica cómo los quarks y los gluones, las partículas que componen los protones y los neutrones, se comportan- predice que el vacío debe estar inundado por un mar reactivo o "condensado" de quarks y gluones. Este escenario ayuda a explicar cómo las partículas hechas de quarks obtienen la mayor parte de su masa.

Este condensado contiene energía, la que podría ser considerada candidato a la misteriosa fuente de la energía oscura, que puede ser descrita por un parámetro llamado "constante cosmológica". El problema es que cuando los físicos utilizan la QCD para estimar la densidad de la energía del condensado, sus cálculos sugieren que sería unas 10⁴⁵ veces la constante cosmológica que medimos en las observaciones de la expansión del Universo.

Ahora Stanley Brodsky, del SLAC National Accelerator Laboratory en Menlo Park, California, y sus colegas, han encontrado una manera de librarse de esta discrepancia. "La gente ha creido que este condensado de quarks está presente en todo el vacío", dice Brodsky. En cambio, su equipo ha asumido que el condensado existe sólo dentro de los protones, neutrones, piones y todas las demás partículas formadas por quarks, conocidas colectivamente como hadrones.

"En nuestro escenario, los quarks y los gluones no pueden surgir y desaparecer de la existencia a menos que estén dentro de los hadrones", dice el miembro del equipo Craig Roberts, del Laboratorio Nacional Argonne en Illinois. Como resultado, el vacío es mucho más tranquilo y, fundamentalmente, se reduce el problema que plantea la constante cosmológica.

En 1974, Aharon Casher de la Universidad de Tel Aviv en Israel, y Leonard Susskind, ahora en la Universidad de Stanford en California, sugirieron que sólo un condensado presente dentro de los hadrones podría dar masa a estas partículas. Brodsky y sus colegas son los primeros en demostrar que esta idea también ayuda a resolver la discrepancia de la energía oscura.

Daniel Phillips, de la Universidad de Ohio en Atenas, está emocionado por el resultado, pero dice que aún queda por demostrar que el condensado no puede escapar de los hadrones y pasar al vacío. Él señala que el resultado no excluye la existencia de un condensado de vacío. "Esto sólo muestra que no hay que asumirlo".

Otra cuestión es que los condensados de quarks y gluones que predice la QCD no son las únicas entidades en discrepancia con la observación de la constante cosmológica. Otras teorías predicen energías del vacío que la superan vastamente. "Para resolver el problema de la constante cosmológica habría que eliminar todas estas contribuciones", dice Dejan Stojkovic, de la Universidad de Buffalo en Nueva York.

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