¿Cómo se busca la materia oscura?

Los seres humanos y todo lo que nos rodea –incluidos planetas, estrellas y agujeros negros– es materia, pero tan solo ocupa el 4 % del universo.

 

Hay mucho más allá de lo que podemos observar: partículas con propiedades extravagantes que atraviesan nuestro cuerpo sin cesar e inciden en el movimiento de las galaxias.

 

Los científicos han calculado que la presencia de esa llamada materia oscura abarca una cuarta parte del universo, pero nadie ha sido capaz de observar y describir su naturaleza.  Los investigadores han diseñado tres aproximaciones diferentes para encontrar esas partículas, que es el último desafío de la física: con detectores bajo tierra, telescopios o aceleradores.

 

1. Detección directa
Esta clase de experimentos se centran en observar directamente la naturaleza.
Se trata de localizar las partículas del modelo estándar surgidas de las colisiones entre partículas de materia ordinaria y materia oscura.

 


Los físicos utilizan tanques rellenos de un elemento químico concreto, como el yoduro sódico y el xenón líquido a temperaturas ultrafrías. La densidad de los átomos y el coste del material son relevantes a la hora de llenar esos depósitos.
Los principales detectores de yoduro sódico son el experimento español ANAIS y el italiano DAMA. Entre los de xenón líquido, destacan el Xenon 100 o el reciente LUX. China está construyendo PandaX.

 

2. Detección indirecta
Como el tipo anterior, también se basa en la observación de la naturaleza, pero se buscan las partículas de materia ordinaria que surgen de las colisiones entre supuestas partículas de materia oscura.

 


Los instrumentos científicos analizan los rincones del espacio donde se sospecha que hay un exceso de esa materia oscura. Aparte de la cantidad, también es importante la distancia de los grumos para que la tecnología alcance a localizarlos.
Los principales proyectos son telescopios de rayos gamma como MAGIC, H.E.S.S., VERITAS, Fermi y el módulo Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), situado en la Estación Espacial Internacional.

 

3. Aceleradores de partículas
Intentan obtener o “fabricar” partículas de materia oscura en laboratorio, a partir de colisiones entre partículas de materia ordinaria. La eficacia depende de la energía liberada en los choques. A mayor potencia, más probabilidad de detectar una partícula de materia oscura. Lo van a intentar los experimentos ATLAS y CMS –los mismos que descubrieron el bosón de Higgs– del gran colisionador de hadrones (LHC), en el CERN de Ginebra.

 


Más información sobre el tema en el reportaje Operación MATERIA OSCURA, en el número 397 de Muy Interesante, escrito por Nuria Jar.

 

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Etiquetas: Universomateria oscura

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