El mapa de la materia nuclear densa se asemeja a un mapa de carreteras: las líneas de transición de fase se cruzan en puntos críticos, como las autopistas en los cruces. Hasta ahora, en ese mapa se encontraban dos cruces: la transición nuclear líquido-gas y la de desconfinamiento, donde los hadrones se descomponen en quarks. Ahora, los autores del trabajo han añadido un tercer cruce que conduce a una fase dominada por extrañeza.
Para dibujar ese mapa, los científicos utilizaron el modelo de campo medio quiral CMF++. Este modelo tiene en cuenta la simetría de las interacciones fuertes e incluye el conjunto completo de bariones y quarks. La ecuación de estado se calcula en un espacio de cuatro dimensiones: temperatura y potenciales químicos bariónico, extraño y eléctrico. Las soluciones estables e inestables se determinan mediante la matriz hessiana, y los puntos críticos, mediante los picos de la susceptibilidad bariónica.
A temperatura cero se encuentran tres fases: la hadrónica ligera (principalmente nucleones), la de quarks y la extraña. Al calentar, cada transición de primer orden termina en un punto crítico. Para la transición extraña, la temperatura crítica T_c ≈ 40 MeV, lo que corresponde a unos 460 mil millones de kelvin, decenas de miles de veces más caliente que el centro del Sol. La línea de desconfinamiento a bajas temperaturas se curva hacia potenciales químicos bariónicos más bajos, lo que es opuesto al comportamiento estándar.
Antes se desconocía si la fase hiperónica podía coexistir con la transición nuclear líquido-gas y el desconfinamiento en un mismo modelo. Ahora se ha demostrado que, con ciertos parámetros, surgen tres puntos críticos separados. Esta es la primera demostración de tres cruces en un mismo mapa de la materia densa.
El resultado es importante para comprender la composición de las regiones internas de las estrellas de neutrones y la dinámica de sus fusiones. Futuros experimentos de colisión de iones pesados podrán verificar si la fase extraña aparece en condiciones reales. Si es así, el mapa de la materia densa se volverá aún más detallado y los cruces, más predecibles.
La temperatura crítica de la transición extraña, unos 40 MeV, corresponde aproximadamente a 460 mil millones de kelvin, decenas de miles de veces más caliente que el centro del Sol.
En la novela 'Esquismatrix' de Bruce Sterling se describen criaturas inteligentes que viven en las condiciones extremas de las estrellas de neutrones. Transiciones de fase como las aquí consideradas podrían delimitar las fronteras de su mundo.