“El primer indicio de una observación”: un grupo de científicos anunció un posible avance en la búsqueda de materia oscura

Un grupo de científicos lograron un posible avance en la búsqueda de materia oscura, al observar indicios de ella durante un experimento realizado a aproximadamente 1,6 kilómetros bajo tierra en Dakota del Sur, aunque evitaron por el momento decir que finalmente detectaron este esquivo componente cósmico.

Los investigadores describieron una interacción de partículas documentada en el Laboratorio de Investigación Subterráneo de Sanford, construida en una antigua mina de oro en la región de Black Hills del mencionado estado, que puede haber involucrado una partícula hipotética llamada WIMP, abreviatura de “partícula masiva que interactúa débilmente”, por sus siglas en inglés. Este es uno de los candidatos propuestos para ser una partícula de materia oscura.

La materia ordinaria constituye las estrellas, los planetas, las personas y todo lo demás que podemos ver. Pero representa solo alrededor del 15% de toda la materia en el universo. Se cree que el resto es materia oscura, la cual no emite ni refleja luz, lo que la hace invisible al ojo humano y a los telescopios. No obstante, los científicos están seguros de que existe debido a sus efectos gravitacionales a escalas galácticas.

El físico de partículas Sam Eriksen de la Universidad de Bristol en Inglaterra, autor principal de un estudio que describe el trabajo, dijo que “podría ser el primer indicio de una observación de materia oscura”.

Se cree que la materia oscura interactúa solo extremadamente rara vez con la materia ordinaria. El experimento en curso LUX-ZEPLIN, o LZ, en el que ocurrió la observación, está diseñado para captar tales interacciones y está optimizado para buscar WIMPs.

Emplea diez toneladas del elemento químico xenón en forma líquida dentro de un dispositivo detector, un gran recipiente cilíndrico, que es gestionado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Los investigadores buscan materia oscura dispersándose en átomos de xenón: cuando una partícula se dispersa, observarían destellos de luz, con las propiedades de estos destellos revelando qué tipo de partícula interactuó con el xenón.

En un anuncio realizado este martes en una conferencia científica en Japón y descrito en el estudio enviado a la revista Physical Review Letters, describieron la detección de una interacción entre un átomo de xenón y otra partícula que pareció desarrollarse de una manera hipotetizada para una WIMP.

Explicaron que lo que pueden haber observado fue una WIMP chocando con el núcleo de un átomo de xenón, transfiriendo una pequeña cantidad de energía que produjo un tenue destello de luz UV que fue detectado en el experimento. Y la colisión provocó que el núcleo del átomo de xenón se sacudiera hacia adelante en lo que se llama un retroceso nuclear.

Si bien los científicos dijeron que la interacción actuó como esperarían que actuara una WIMP, advirtieron que la observación aún no cumple con el umbral estadístico necesario para reclamar un descubrimiento de materia oscura.

“Es importante destacar que, como es solo un evento único, no estamos afirmando que sea materia oscura”, aclaró Eriksen.

“Estamos interesados en recibir comentarios de la comunidad científica en general”, sumó Richard Gaitskell, vocero de LZ. “Después de hacer tanto trabajo internamente, nos sentimos listos para hablar con el resto del mundo sobre los resultados”, indicó.

El equipo continúa trabajando para descartar otras explicaciones.

“Podríamos estar observando algo extraordinario, pero tenemos que ser excepcionalmente rigurosos antes de sacar esa conclusión”, dijo la astrofísica de UCLA y coautora del estudio, Alvine Kamaha.

Los científicos no están seguros de la naturaleza de la materia oscura, al igual que no están seguros sobre la naturaleza de la misteriosa fuerza cósmica llamada energía oscura.

“Podría haber millones de partículas de materia oscura pasando a través de nuestros cuerpos cada segundo, y sin embargo casi ninguna de ellas interactuará jamás con un átomo en nuestros cuerpos”, expresó Kamaha.

Una hipótesis principal es que la materia oscura está hecha de un tipo de partícula producida en el universo temprano y todavía presente hoy.

“Cuando observamos galaxias y cúmulos de galaxias, vemos que se comportan como si contuvieran mucha más masa que la materia que podemos ver. Así que, aunque no podemos ver la materia oscura en sí, podemos observar lo que hace su gravedad”, añadió Kamaha.

“Puedes pensar en la materia oscura como el pegamento cósmico que ayudó a permitir la formación de galaxias como nuestra Vía Láctea. Sin la materia oscura, el universo habría evolucionado de manera muy diferente, y las estructuras que eventualmente llevaron a nuestro sistema solar podrían no haberse formado de la misma manera”, continuó.

Los científicos están buscando materia oscura de varias maneras.

“Estudiamos sus efectos gravitacionales en las galaxias y el universo. Intentamos producir partículas de materia oscura en aceleradores de partículas. Y realizamos detección directa utilizando experimentos enterrados profundamente bajo tierra, como LZ, para protegerlos de los rayos cósmicos y otras fuentes mientras buscamos la ocasión extremadamente rara en la que una partícula de materia oscura interactúa con la materia ordinaria”, concluyó Kamaha.

Katherine Freese, física teórica de la Universidad de Texas en Austin que no participó en el trabajo, admitió estar “súper, superemocionada”. Añadió que las técnicas que utilizó el equipo de LZ para analizar sus datos fueron “fenomenales”.

Con información de Reuters y The New York Times

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