En un nuevo estudio del movimiento de axiones, los investigadores proponen un escenario conocido como "desalineación cinética" que refuerza en gran medida el caso de la equivalencia axión / materia oscura. El concepto novedoso responde a preguntas clave relacionadas con los orígenes de la materia oscura y proporciona nuevas vías para los esfuerzos de detección en curso. Este trabajo, publicado en Cartas de revisión física , fue realizada por investigadores del Instituto de Estudios Avanzados, Universidad de Michigan, y UC Berkeley.

La existencia de materia oscura ha sido confirmada por varias observaciones independientes, pero su verdadera identidad sigue siendo un misterio. Según este estudio, La velocidad del axión proporciona una visión clave del rompecabezas de la materia oscura. Los esfuerzos de investigación anteriores han tenido en cuenta con éxito la abundancia de materia oscura en el universo; sin embargo ciertos factores, como la subproducción de axiones con interacciones de materia ordinaria más fuertes, permaneció inexplorado.

Al asignar una velocidad inicial distinta de cero al campo de axiones, el equipo descubrió un mecanismo, denominado desalineación cinética, que producía muchos más axiones en el universo primitivo que los mecanismos convencionales. El movimiento, generado por la ruptura de la simetría de desplazamiento del axión, modifica significativamente el cálculo convencional de la abundancia de materia oscura del axión. Adicionalmente, estas dinámicas permiten que la materia oscura de los axiones reaccione más fuertemente con la materia ordinaria, superando la predicción del mecanismo de desalineación convencional.

"La extensa literatura sobre el axión se basó en la suposición de que el campo del axión es inicialmente estático en el universo temprano, "declaró Keisuke Harigaya del Instituto de Estudios Avanzados". descubrimos que el campo de axiones puede ser inicialmente dinámico como consecuencia de las teorías de la gravedad cuántica con axiones ".

Dos miembros del equipo de investigación, Keisuke Harigaya y Raymond Co, previamente exploró el concepto de dinámica de axiones en el estudio "Axiogénesis, "que explicó cómo el exceso de materia sobre antimateria podría deberse a una velocidad inicial distinta de cero del campo del axión QCD. Este estudio también proporcionó un marco para generar nuevos conocimientos sobre las cuestiones que rodean la materia oscura.

"Este nuevo mecanismo de desalineación cinética predice un axión con una fuerza de interacción mayor y puede descubrirse en búsquedas experimentales planificadas, ", afirmó Raymond Co, de la Universidad de Michigan." Nuestro descubrimiento de la nueva dinámica de axiones abre caminos de investigación inexplorados para la física y cosmología de partículas teóricas y experimentales ".

Hasta la fecha, el axion ha demostrado ser increíblemente versátil. La partícula se propuso originalmente para resolver el misterio de por qué los neutrones no interactúan con un campo eléctrico a pesar de tener componentes cargados. El ex profesor de IAS Frank Wilczek, quien acuñó el término axión, publicó sus hallazgos históricos en 1978 en Cartas de revisión física mientras era miembro de la Facultad de Ciencias Naturales del Instituto de Estudios Avanzados.