Físicos españoles utilizan la teoría de cuerdas para calcular la radiación de Cherenkov mesónica en un plasma de quarks y gluones

Por Francisco R. Villatoro, el 1 mayo, 2010. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science

Una partícula con carga eléctrica que atraviesa un medio a una velocidad superior a la velocidad de la luz en dicho medio produce radiación de Cherenkov (Čerenkov) gracias a que aparece una onda de choque que emite fotones polarizados. Un quark que atraviesa un plasma de quarks y gluones también puede emitir radiación de Cherenkov pero formada por gluones en lugar de fotones. Físicos españoles han demostrado que dicho quark también puede emitir mesones (pares quark-antiquark sin carga de color total) cuando este plasma se comporta como un líquido, en el régimen de acoplamiento fuerte. Lo sorprendente de su trabajo es que han calculado esta radiación utilizando un modelo de teoría de cuerdas, con agujeros negros y cuerdas entre D-branas. Los quarks y gluones tienen sólo 3 colores, pero los físicos españoles han aprovechado que una teoría de quarks con infinitos colores se puede estudiar utilizando la teoría de cuerdas. Como los mesones emitidos no tienen color (son neutros porque el color del quark se compensa con el anticolor del antiquark), se pueden estudiar en el marco de una teoría con infinitos colores Nc→∞, como si su color «efectivo» fuera 1/Nc→0. La energía que emite (pierde) el quark mientras atraviesa el plasma a una velocidad mayor que la velocidad de la luz en dicho plasma se modela como la energía depositada en la D-brana por una cuerda cuyos dos extremos acaban en dicha D-brana. Esta energía permanece en la D-brana y gracias a una analogía con una agujero negro se puede calcular su valor. En un modelo dual gauge-gravedad, esta energía es exactamente igual a la radiación Cherenkov mesónica que emitiría el quark. La ventaja de la teoría de cuerdas es que el régimen de acoplamiento fuerte entre quarks se transforma a una régimen de acoplamiento débil en las D-branas, lo que posibilita el cálculo exacto de la energía emitida. Un interesantísimo trabajo que los físicos podrán disfrutar en Jorge Casalderrey-Solana, Daniel Fernández, David Mateos, «New Mechanism for Quark Energy Loss,» Physical Review Letters 104: 172301, 30 April 2010 (versión gratis en ArXiv).

PS (4 mayo 2010): Como no podía ser menos, se han hecho eco de este artículo de físicos españoles en Physics, en concreto Abhishek Agarwal, «A flash in the quark gluon plasma,» Synopses, May 3, 2010.



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