Vórtices en materia oscura ultraligera: claves para entender la estructura cósmica

Descubriendo los secretos de la materia oscura ultraligera

La materia oscura continúa siendo uno de los elementos más enigmáticos del cosmos. Modelos recientes, centrados en partículas ultraligeras con interacciones repulsivas, plantean que esta materia se comporta como una onda descrita por la ecuación de Schrödinger, distinta a las partículas puntuales tradicionales. Este comportamiento da lugar a estructuras únicas como vórtices y solitones dentro de halos de materia oscura rotantes.

Formación de vórtices y solitones: un fenómeno cuántico a escala cósmica

Investigadores del Instituto de Física Teórica, Philippe Brax y Patrick Valageas, aplicaron la ecuación no lineal de Gross-Pitaevskii para simular el movimiento de estas partículas ultraligeras con auto-interacciones repulsivas. En su estudio publicado en Physical Review D, mostraron cómo estos halos rotatorios generan vórtices con momento angular cuantificado que configuran una red estable dentro del núcleo del halo, mientras que el núcleo de materia oscura adopta una forma aplanada debido a la fuerza centrífuga.

Implicaciones para la detección de materia oscura ultraligera

La existencia de estas estructuras podría abrir nuevas vías para detectar la materia oscura ultraligera, analizando las firmas gravitacionales en galaxias. Además, el posible vínculo entre las líneas de vórtices y los filamentos de la red cósmica podría profundizar nuestra comprensión del entramado cósmico a gran escala.

Analogías con la física de superfluidos

Los vórtices descritos en estos modelos recuerdan a los observados en superfluidos en laboratorio, sustancias que también siguen la ecuación de Gross-Pitaevskii. Esta analogía cuántica aplicada a la escala galáctica indica un comportamiento complejo y ordenado de la materia oscura, crucial para entender la formación y dinámica del universo.