Quarks apretados: la receta de un núcleo sólido exprés
Dentro de una estrella de neutrones, la materia se comprime tanto que los núcleos atómicos dejan de ser grumos separados. Los neutrones y los protones se acercan entre sí, y sus interiores —los quarks— comienzan a sentir a los vecinos a través de las paredes de sus "sacos".
Cuando la densidad alcanza varias veces la densidad nuclear, los quarks ya no caben dentro de bariones individuales. Surge la materia de quarks: en ella, los quarks se mueven libremente por todo el volumen, pero ante la más mínima perturbación se encierran instantáneamente de nuevo en neutrones o protones. Es como un autobús abarrotado en hora punta: los pasajeros están apretados, pero ante una frenada brusca se agarran unos a otros, formando grupos temporales.
Los autores construyeron un modelo idealizado llamado IdylliQ que muestra cómo el llenado de los estados de quark —la "saturación de quarks"— hace que la materia se endurezca bruscamente. La presión aumenta más rápido que la densidad de energía, y la velocidad del sonido salta a valores sorprendentemente altos. Esto explica los datos observacionales: las estrellas de neutrones resultan ser más masivas y rígidas de lo que predecían las teorías antiguas.
Cuando a la mezcla se añaden hiperones —los parientes pesados de los neutrones—, normalmente ablandan la estrella y esta deja de sostener una gran masa. Pero la saturación de quarks introduce una repulsión efectiva entre los distintos tipos de bariones. Los hiperones ya no pueden multiplicarse sin obstáculos, y el problema del ablandamiento se resuelve por sí solo.
Si pudiéramos tomar un trozo de materia de quarks y soltarlo, explotaría al instante en una nube de partículas ordinarias: los quarks no soportan la soledad.
En la novela "El huevo del dragón" de Robert Forward se describe la vida en la superficie de una estrella de neutrones, donde la materia hecha de quarks y núcleos se comporta de manera extraña bajo una gravedad monstruosa.