¿Se ha considerado la teoría de Bose-Einstein para la materia oscura?
La teoría explicaría por qué no se emite radiación medible debido a la temperatura cero: su falta de interacción con otra materia y su lente gravitacional. Sin embargo, no lo he visto considerado. ¿Me estoy perdiendo algo o he entendido mal la materia oscura y/o la teoría de Bose-Einstein?
En general, se cree que la materia oscura es oscura porque solo interactúa con la materia "normal" a través de la fuerza débil (y de la gravedad). Está interactuando, pero sólo débilmente.
Los BEC interactúan fuertemente con la materia normal. De hecho, uno de los problemas con la fabricación de BEC es evitar que sus interacciones con el aparato experimental los destruyan.
Como dice Ron, la materia oscura podría formar un BEC, al menos en parches, pero no haría ninguna diferencia significativa en sus efectos sobre el resto del universo.
Respuesta al comentario de Clive:
Como sabrá cualquiera que haya visto el canal Discovery, hay cuatro fuerzas: electromagnética, fuerte, débil y gravedad. La materia normal (por normal me refiero a las cosas que nos rodean) interactúa usando las cuatro fuerzas, pero se conjetura que la materia oscura no interactúa con las fuerzas electromagnética y fuerte, es decir, solo siente la fuerza débil y la gravedad. La materia oscura se sugirió por primera vez precisamente porque en las galaxias y los cúmulos globulares la gravedad parecía ser más alta de lo que debería ser, por lo que las interacciones gravitatorias de la materia oscura son extremadamente importantes a gran escala. Sin embargo, cuando observa partículas individuales, las masas son tan bajas que la gravedad puede ignorarse y solo queda la fuerza débil.
En realidad, la fuerza débil no es tan débil, pero tiene un alcance extremadamente corto, por lo que dos partículas que interactúan solo por la fuerza débil tendrían que acercarse mucho para interactuar. Las partículas más conocidas de "fuerza débil únicamente" son los neutrinos, y pueden atravesar toda la Tierra y apenas notarlo. Detectarlos requiere detectores enormes como Super Kamiokande . Se espera que las partículas de materia oscura interactúen tan débilmente como los neutrinos, de ahí la gran dificultad para detectarlas.
Con respecto al condensado de Bose Einstein : un BEC está hecho de materia normal, pero los átomos que contiene deben enfriarse a una temperatura extremadamente baja para que todos caigan en el estado de energía cuántica más bajo. El espacio entre los niveles de energía en un BEC típico es pequeño, por lo que incluso una pequeña cantidad de energía elevará los átomos por encima del estado fundamental y destruirá el BEC. Por eso son tan difíciles de hacer. El primer BEC tuvo que enfriarse a 170 nanokelvin. ¡Eso es 0,00000017 grados por encima del cero absoluto!
Un BEC hecho de materia oscura debería ser más fácil de hacer, porque no sería excitado y destruido por los fotones que pasan (porque los fotones no interactúan con la materia oscura). Con materia normal, debe tener mucho cuidado con su BEC.
Sí, pero por diferentes motivos. Los axiones son un candidato a materia oscura predicho para que Bose se condense.
Referencia: P. Sikivie, Q. Yang, "Condensación de Bose-Einstein de axiones de materia oscura", Phys. Rev. Lett. 103 , 111301 (2009) , arXiv:0901.1106 .
Ron Maimón
Kostya
kane ludwigsen