Un reciente estudio ha utilizado la primera indicación del fondo difuso de neutrinos de supernova (DSNB) por parte de la colaboración Super-Kamiokande para establecer un nuevo límite superior a la constante de acoplamiento axión-protón, $|g_{ap}|$. Este resultado, con una significancia estadística de $2.6σ$ para la detección del DSNB, abre una nueva vía para la búsqueda de partículas de interacción débilmente acopladas, como los axiones, que podrían influir en la evolución estelar.

Los axiones son partículas hipotéticas propuestas para resolver el problema de CP fuerte en cromodinámica cuántica. Si existen, podrían ser producidos en el interior de estrellas de neutrones, alterando su enfriamiento. El DSNB es el flujo acumulado de neutrinos emitidos por todas las supernovas de colapso de núcleo que han ocurrido a lo largo de la historia del universo. Al comparar el flujo observado del DSNB con modelos que incluyen el enfriamiento por axiones, los investigadores han podido acotar la fuerza con la que estas partículas interactúan con la materia.

El análisis ha establecido un límite superior de $1σ$ para el acoplamiento axión-protón de $|g_{ap}| < 1.3 \times 10^{-9}$. Este valor es comparable a los límites convencionales obtenidos a partir del estallido de neutrinos de la supernova SN 1987A. Sin embargo, a diferencia del límite de SN 1987A, que depende de las propiedades de un único evento, la restricción basada en el DSNB se deriva de una población cósmica de supernovas, lo que le confiere una robustez diferente y complementaria. Este método puede extenderse a otras partículas de interacción débil que modifiquen el enfriamiento de las protoestrellas de neutrones, ofreciendo una herramienta poderosa para la física de más allá del Modelo Estándar.