Nuevo y prometedor detector de materia oscura
FÍSICA / COSMOLOGÍA.
Poder averiguar por fin qué es la misteriosa materia oscura del universo será más factible a partir de ahora gracias al diseño de un nuevo tipo de detector con el que se podrá buscarla de un modo que nunca antes había sido posible.
Los sensores del nuevo tipo son lo bastante sensibles como para detectar partículas de materia oscura con una masa tan pequeña como la del electrón, si es que existen. Imagen: The DAMIC-M collaboration. CC BY-SA.
La materia oscura es una clase extraña de materia, detectable tan solo por su influencia gravitacional. Jamás ha podido ser observada directamente ya que no emite ningún tipo de radiación. Su distribución tampoco concuerda con la de los agujeros negros. La naturaleza de la materia oscura es, hoy por hoy, del todo desconocida, lo que constituye una ironía porque es mucho más abundante en el universo que la materia normal, de la que está hecho todo lo que conocemos.
Los detectores de materia oscura están diseñados para captar las diminutas sacudidas de energía que podrían resultar de la colisión de materia oscura con átomos. Sin embargo, para su labor, los detectores tradicionales han venido dependiendo desde hace mucho tiempo del uso de núcleos de átomos pesados, como el xenón y el argón. Si una partícula de materia oscura chocara con el núcleo de un átomo y tuvieran aproximadamente la misma masa, la colisión podría provocar el retroceso del núcleo, como una bola de billar golpeada por otra. A falta de otra explicación, los detectores registrarían la energía del retroceso como una señal de materia oscura.
Durante las últimas cuatro décadas, casi todas las investigaciones sobre materia oscura se han centrado en encontrar estas hipotéticas partículas de materia oscura con una masa comparable a la de un núcleo atómico, llamadas partículas masivas de interacción débil (WIMPs, por sus siglas en inglés). Sin embargo, como muchos físicos piensan actualmente, si existieran partículas de materia oscura con la masa de un núcleo atómico, las colisiones probablemente ya se habrían observado.
Si las partículas de materia oscura son más ligeras de lo creído, deben haber pasado desapercibidas forzosamente porque no tienen la masa necesaria para empujar un núcleo atómico completo.
Unos científicos han creado una nueva clase de dispositivo capaz de detectar partículas de materia oscura mucho más ligeras que las que los detectores tradicionales han buscado sin éxito durante las últimas décadas.
Este avance es obra de un equipo integrado, entre otros, por Kush Aggarwal, de la Universidad de Washington en Seattle, y Danielle Norcini, de la Universidad Johns Hopkins, ambas instituciones en Estados Unidos.
Los dispositivos de este nuevo tipo pueden detectar señales de electrones individuales, algo muy importante teniendo en cuenta que los electrones son muchísimo más ligeros que los núcleos atómicos.
Este logro sin precedentes permitirá buscar partículas de materia oscura con masas más similares a la del electrón que a la de un núcleo atómico.
Dada la alta sensibilidad del nuevo detector, los experimentos deben realizarse en entornos cuidadosamente protegidos. Los investigadores han comenzado a emplear los nuevos detectores en un laboratorio emplazado a unos 2 kilómetros bajo tierra en los Alpes franceses. Esta particular ubicación, con el aislamiento ofrecido por la materia pétrea que la rodea y el aislamiento artificial añadido, reduce notablemente las señales de interferencia: el lecho rocoso bloquea los rayos cósmicos, mientras que capas especiales de revestimiento metálico minimizan la radiación de fondo.
Aggarwal, Norcini y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo detector en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Probing Benchmark Models of Hidden-Sector Dark Matter with DAMIC-M”.
El equipo planea ahora ampliar su conjunto de 8 unidades de la nueva clase de detector hasta uno de 208. La mayor extensión aumentará las posibilidades de captar una interacción con una partícula de materia oscura.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings