Desde hace más de una década la colaboración internacional CDMS -siglas en inglés de ‘Búsqueda Criogénica de Materia Oscura’- está a la caza de un nuevo tipo de materia, que no emite ni absorbe radiación electromagnética y por tanto se denomina materia oscura. Según las más recientes observaciones cosmológicas, la materia oscura constituye alrededor del 85% de toda la materia del Universo, siendo por lo tanto mucho más abundante que la materia ordinaria. Sin embargo, sus interacciones son extremadamente débiles, lo que la hace muy difícil de detectar.

Detector de Silicio CDMSDetector de Silicio CDMS. Foto: Fermilab.

La semana pasada, en una reunión de la Sociedad Americana de Física, científicos de la colaboración CDMS revelaron haber encontrado posibles indicios de tales partículas en sus detectores criogénicos, situados en las profundidades de una antigua mina de hierro en Minnesota, EE.UU.

Según la comunicación, se registraron tres eventos con las mismas características que corresponderían a colisiones de materia oscura con los átomos de silicio de los detectores. Aunque existen procesos ordinarios, producidos por procesos de desintegración o inducidos por rayos cósmicos, que podrían dar señales similares, un análisis detallado muestra que sólo se esperarían 0.7 de éstos.

Si el resultado se interpreta en términos de partículas de materia oscura, los indicios corresponderían a partículas con una masa de aproximadamente 9 veces la masa del protón.

“Aunque estos resultados no son suficientes como para anunciar inequívocamente la detección de materia oscura, son muy prometedores”, explica David G. Cerdeño, miembro del proyecto MultiDark, quien dirige la participación de la UAM y el IFT en la colaboración CDMS.

“Para investigar esta posible señal se necesitarán más datos. La colaboración prevé comprobar estos resultados con un nuevo detector de germanio (SuperCDMS) que está operativo desde principios de 2013. La detección e identificación de la materia oscura constituye uno de los retos más interesantes de la física de partículas y astropartículas”, agrega el investigador.

LA CAZA DE LOS WIMPS

La existencia de grandes cantidades de materia oscura en el Universo es necesaria para explicar las observaciones astrofísicas y cosmológicas a distintas escalas en el Universo. Hoy en día sabemos que es aproximadamente siete veces más abundante que la materia ordinaria y que, de hecho, forma grandes estructuras alrededor de las galaxias. Sin embargo, desconocemos su naturaleza.

La búsqueda directa de materia oscura consiste en identificar las colisiones de este tipo de partículas con núcleos atómicos en detectores como CDMS. Estos experimentos se sitúan en laboratorios subterráneos para apantallar los rayos cósmicos que, de otro modo, serían demasiado abundantes.

Diversos modelos de física de partículas proporcionan candidatos a materia oscura. Entre los más interesantes se encuentran las partículas masivas con interacciones débiles (WIMPs, de sus siglas en inglés). Estas partículas se formarían en el Universo temprano, instantes después del Big Bang, y permanecerían hasta nuestros días, contribuyendo además a la formación de galaxias.

MULTIDARK

MultiDark es un proyecto español de excelencia que reúne a la mayor parte de la comunidad científica española que investiga en el campo de la materia oscura. El proyecto está financiado durante 5 años por el Programa Consolider-Ingenio 2010 del Ministerio de Economía y Competitividad y comenzó su andadura en 2010.

MultiDark está formado por 11 grupos teóricos, experimentales y astrofísicos con investigadores pertenecientes a 18 universidades e institutos de investigación españoles, e incluye también a 11 investigadores senior pertenecientes a instituciones extranjeras. En total, están involucrados actualmente en el proyecto alrededor de 120 investigadores.

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