Misterio científico: Conoce a los cazadores de la materia oscura

Cosmos

Por Sophimania Redacción
8 de Abril de 2014 a las 09:47
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Misterio científico: Conoce a los cazadores de la materia oscura

Los misterios de la materia oscura del Universo aún no han sido develados. Muchos estudios en los últimos años nos han esclarecido algunas de las dudas que se tenían acerca de la función de esta materia y de su composición, sin embargo, sigue siendo un tema apasionante y desconocido para la mayoría de nosotros.

"La materia oscura es un misterio, pero hay un consenso de que está formada por partículas", explica Carlos Muñoz, director del Instituto de Física Teórica (IFT) de la Universidad Autónoma de Madrid y el CSIC y coordinador del Proyecto Multidark. "De la energía oscura, en cambio, no se sabe nada, no se sabe ni por dónde empezar", asegura.

Investigadores como Fritz Zwicky o Jan Oort ya habían demostrado que en el Universo había mucha más materia de la que podemos ver con los telescopios.

 

 

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Composición del Cosmos. Foto: Internet

 

 

Sin embargo, Vera Rubin y su colega Kent Ford, observaron que las estrellas se mueven a la misma velocidad aunque se alejen del centro de la galaxia. Esto parecía imposible, pero no había otra explicación: las galaxias tenían que tener mucha más masa de la que podemos ver.

Sabemos hoy que toda la materia que compone la Tierra, el Sol, las estrellas y a nosotros mismos supone apenas un 5% del Cosmos. El resto del Universo está formado por materia (25%) y energía (70%) oscuras. Pero a pesar de que lo oscuro supone el 95% del Universo y de que han transcurrido 35 años desde el descubrimiento de Rubin, la Física aún no puede explicar ni siquiera qué compone esta enigmática materia, y mucho menos qué hay detrás de la energía oscura.

Sin saberlo, habían demostrado la existencia de la materia oscura, uno de los grandes retos de la Astronomía y la Física actuales.

 

 

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Vera Rubin es una astrónoma americana que tuvo que luchar contra la corriente para que le permitieran estudiar en la universidad en los años 40. La perseverancia dio sus frutos y en 1978 ella y su colega Kent Ford descubrieron algo inesperado que cambiaría la concepción del Cosmos.

 

 

El descubrimiento del bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) (en julio de 2012) fue la última pieza que faltaba por encontrar del Modelo Estándar de la Física, que explica las propiedades y el funcionamiento de la materia que nos rodea y que nos constituye.

Bajo el proyecto español de investigación de materia oscura llamado Multidark que dirige el profesor Carlos Muñoz desde el año 2010, se acaba de celebrar en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de Valencia una reunión científica internacional para discutir los últimos avances en la búsqueda de materia oscura.

Existen varias teorías que podrían hacer funcionar esta "nueva Física" que necesitamos para comprender estos fenómenos del universo.

"La propuesta más atractiva es la Supersimetría", dice Carlos Muñoz. Según este modelo, conocido entre los físicos como SUSY, cada partícula elemental del Modelo Estándar (quarks, electrones, bosones, neutrinos, etcétera) tendría un duplicado supersimétrico, pero con mucha más masa y con unas propiedades distintas, como que no emiten ni absorben luz o que no tienen carga eléctrica, porque en caso contrario, ya las habríamos encontrado.

"Lo que nos interesa es saber de qué está hecho lo que no podemos ver del Universo", afirma David G. Cerdeño, investigador del IFT de Madrid, durante su conferencia titulada Los cazadores de materia oscura. "Como no podemos encontrar estas partículas directamente ya que no son visibles y sus interacciones son muy débiles, buscamos las huellas que deja", dice Cerdeño.

 

 

Explicación de la materia oscura en el Universo. Video: Minuto de Física

 

 

Las huellas de la materia oscura

Existen tres métodos que en la actualidad buscan detectar la materia oscura: de forma directa, mediante un material que es capaz de detectar el choque de una partícula oscura contra el núcleo de un átomo de ese material; de forma indirecta localizando los neutrinos o rayos gamma que se producen cuando una de estas partículas se aniquila o produciéndolas en un acelerador de partículas (como se hizo con la LHC).

Desde hace años, se trata de capturar a la materia oscura desde satélites como el Fermi (dedicado a analizar rayos gamma) o desde laboratorios subterráneos o excavados en el hielo, como el IceCube de la Antártida o el de Gran Sasso (Italia).

En el campo de la materia oscura, de las decenas de experimentos que se llevan años realizando, solo uno asegura haber encontrado este tipo de partículas, y fue precisamente el experimento Dama-Libra (en Gran Sasso), donde de manera directa usando un centellador, buscaron partículas masivas que interactúan libremente (WIMPs).

Aldo Morselli es uno de los científicos principales del telescopio espacial Fermi que está tratando de confirmar los resultados de Dama-Libra. "Esperamos poder tener más resultados en medio año, pero si tuviera que apostar mi dinero sobre cuándo se encontrarán partículas de materia oscura diría que se logrará en el próximo año", asegura.

 

 

Simulación y explicación del Gran Colisionador de Hadrones. Video: Youtube

 

 

La materia oscura tiene interacciones muy débiles, así que el efecto que provoca en los núcleos de los detectores es pequeño y éstos tienen que ser muy sensibles para poder identificarlas.

Además, para evitar el efecto de los rayos cósmicos los laboratorios se tienen que construir bajo montañas de roca, excavadas en el hielo o en el fondo del mar. Por esa razón, quizá los dos mejores exponentes en España estén en un túnel ferroviario en Canfranc (Pirineos) a 850 metros de profundidad bajo el monte Tobazo, como el Laboratorio Subterráneo de Canfranc, dirigido desde la Universidad de Zaragoza y bajo las aguas del Mediterráneo.

A pesar de los esfuerzos internacionales por esclarecer la porción oscura de la materia, aún ni siquiera se alcanzan a vislumbrar sus posibles aplicaciones prácticas. "Nadie tiene ni idea de para qué puede servir la materia oscura si se llega a encontrar", admite Carlos Muñoz.

Para Quaisar Shafi, físico teórico del experimento BICEP 2 que confirmó recientemente la teoría de la inflación cósmica y, por tanto, la del Big Bang, queda un trabajo enorme de búsqueda y de contraste con las diferentes teorías sobre la materia oscura. Aún así, para él estamos viviendo un momento apasionante para la historia de la Física.

"Si se encuentra materia oscura, pero no encaja con ninguna teoría de las que tenemos hoy, sería muy interesante para los físicos teóricos: se abriría una nueva era de la Física. En ese momento necesitaríamos un nuevo Einstein", asegura Shafi exaltado.

Conferencia de divulgación científica de David Cerdeño del IFT aquí.

 

FUENTES: El Mundo, El Mundo


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