Nombre organización: Instituto de Física Corpuscular (IFIC)
Otras organizaciones participantes: Red Española de Supercomputación (RES), Barcelona Supercomputing Center (BSC) y EuroCC Spain.
Área: Academia.
La física que subyace al primer segundo del Universo es aún incierta, ya que implica procesos de alta energía que actualmente no son comprobables por ningún medio. Comprender estos fenómenos podría abrir una vía para descubrir física más allá del Modelo Estándar, pero no son accesibles mediante sondas electromagnéticas ya que, en tiempos tan tempranos, la luz no podía moverse libremente.
Muchos procesos del Universo primitivo se rigen por dinámicas no lineales, que conducen a la producción de Ondas Gravitacionales (GW). Estas ondas se propagan libremente y llegan hasta nosotros en forma de Fondo de Ondas Gravitacionales (GWB), que contiene información sobre los procesos que las emitieron.
Un escenario bien motivado del Universo temprano es la formación de cuerdas cósmicas. Se trata de defectos estables unidimensionales que surgen a partir de transiciones de fase cosmológicas, de forma similar a como se forman grietas en el hielo cuando el agua se congela.
Se forman grietas en el hielo al congelarse el agua, y decaen por emisión de GW. Un ejemplo relevante son los axiones, partículas muy ligeras y eléctricamente neutras que interactúan débilmente con la materia, y son candidatos naturales para explicar la materia oscura.
Las cuerdas tienen una estructura externa (larga), que explica la desintegración de GW, y una estructura interna, que explica la emisión de partículas y que no suele tenerse en cuenta. Sin embargo, para predicciones precisas del GWB, deben tenerse en cuenta ambas estructuras para dar cuenta de ambas emisiones y requieren simulaciones precisas.
Gracias al superordenador MareNostrum5 GPP de la RES, el equipo simuló bucles de cuerdas cósmicas con una relación anchura/longitud suficiente para dar cuenta de la emisión de GW, manteniendo al mismo tiempo una resolución suficiente del núcleo de la cuerda para dar cuenta de la emisión de partículas.
Simularon dos tipos de bucles locales de cuerdas: bucles de red, originados a partir de transiciones de fase y potencialmente realistas, y bucles artificiales creados para estudiar determinadas propiedades de las cuerdas.
Descubrieron que, para ambos bucles, la emisión de GW no depende de su tamaño, mientras que sí lo hace su emisión de partículas. En particular, los bucles artificiales suprimen la emisión de partículas, mientras que los bucles de red (los más realistas) la potencian, lo que significa que se suprimiría su contribución al GWB.
El Instituto de Física Corpuscular (IFIC) es un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y de la Universitat de València, dedicado a la investigación en Física Nuclear, de Partículas y de Astropartículas y a sus aplicaciones tanto en Física Médica como en otros campos de la Ciencia y la Tecnología.
