Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y facilitarle el uso de la web mediante el análisis de sus preferencias de navegación. También compartimos la información sobre el tráfico por nuestra web a los medios sociales y de publicidad con los que colaboramos. Si continúa navegando, consideramos que acepta nuestra Política de cookies .

Actualidad científica

Síguenos
  • Google+
  • RSS
  • Investigación y Ciencia
  • Febrero 2016Nº 473
Apuntes

Física

Gratuito

XENON1T: Ver en la oscuridad

Un nuevo experimento intentará encontrar materia oscura donde otros fracasaron.

Menear

Puede que se trate de la última oportunidad para la hipótesis más popular entre los físicos a la hora de explicar la materia oscura, la misteriosa sustancia invisible que impregna el universo. En marzo, la instalación experimental XENON1T, situada en los Laboratorios Nacionales del Gran Sasso, en Italia, emprenderá la búsqueda más sensible hasta la fecha de WIMP, o «partículas masivas que interaccionan débilmente», el tipo de constituyente que muchos expertos creen responsable de la composición de la materia oscura.

El nuevo experimento será el último de una serie de detectores (el primero se remonta a los años ochenta) que, hasta ahora, han acabado con las manos vacías. Si XENON1T no da con estas huidizas partículas en pocos años, los investigadores podrían verse obligados a buscar explicaciones más exóticas. «Los mejores modelos [de WIMP] están al alcance de XENON1T», asegura Rafael Lang, físico de la Universidad Purdue que trabaja en el experimento. «Si no las encontramos, significará que nuestras ideas estaban completamente equivocadas y no nos quedará más remedio que empezar de cero.»

Las WIMP aparecen de manera natural en las teorías supersimétricas, una extensión del modelo estándar que propone que, por cada tipo de partícula elemental conocida, debería existir una compañera aún por descubrir. Las WIMP serían las más ligeras de tales partículas. Los físicos se inclinan por ellas porque, de forma natural, la teoría predice una abundancia de WIMP que concuerda con la cantidad de materia oscura que se sabe que existe en el universo. Esta puede deducirse a partir de sus efectos gravitatorios sobre las estrellas y las galaxias (se calcula que la materia oscura da cuenta del 85 por ciento de toda la materia existente en el cosmos). Ninguno de los experimentos diseñados hasta ahora ha detectado WIMP, pero los investigadores aún no han perdido la esperanza de que aparezcan.

Situado en una cueva a 1400 metros de profundidad, XENON1T alberga una gran vasija cilíndrica con 3,5 toneladas de xenón líquido, una sustancia que desprende luz cuando se perturban sus átomos. El experimento intentará registrar las raras ocasiones en que una partícula de materia oscura colisione con un núcleo de xenón, lo que debería generar una señal característica. Aunque se cree que la materia oscura es ubicua (se estima que, en un segundo, unas 100.000 partículas atraviesan cada centímetro cuadrado de espacio), casi nunca interacciona con la materia ordinaria; los únicos efectos observados hasta ahora son los debidos a su atracción gravitatoria. Tras los dos años de búsqueda previstos en XENON1T, bastaría la observación de unos diez eventos con las propiedades esperadas para proclamar un descubrimiento.

Con un presupuesto de unos 14 millones de euros y con la colaboración de diez países, XENON1T sigue los pasos su antecesor, el experimento XENON100, 25 veces más pequeño. Gracias a un volumen de detección mucho mayor y a un blindaje más robusto, que obstruye el paso de otras partículas que podrían simular los efectos de la materia oscura, se espera que XENON1T sobrepase la sensibilidad de su predecesor en tan solo dos días de funcionamiento. También debería superar la capacidad del principal instrumento de características similares actualmente en funcionamiento, el experimento LUX, en Dakota del Sur, el cual trabaja con 370 kilogramos de xenón [véase «El estado actual de la búsqueda de materia oscura», por Alejandro Ibarra; Investigación y Ciencia, junio de 2014]. «No me sorprendería que XENON1T lograse un descubrimiento que haya escapado por poco a sus predecesores», opina Tim Tait, físico teórico de la Universidad de California en Irvine que no participa en ninguno de ellos.

Mientras tanto, las WIMP también podrían aparecer en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, donde se hacen chocar haces de protones a velocidades próximas a la de la luz con el fin de generar nuevas partículas. El acelerador comenzó el año pasado su segunda fase de operaciones, caracterizada por una energía total que casi dobla a la de la primera, iniciada en 2009.

Si dentro de pocos años ningún experimento atisba indicios de WIMP, tal vez los físicos habrán de alumbrar nuevas ideas para explicar la materia oscura. «Por una parte nos consta que existe, pero por otra sabemos muy poco de ella, así que es fácil teorizar sobre las diferentes posibilidades», apunta Tait. «Si no la vemos, significará que se trata de algo más extraño y maravilloso de lo que habíamos supuesto en un principio.»

Puede conseguir el artículo en:

Artículos relacionados

Revistas relacionadas

BOLETÍN ACTUALIDAD¿Quieres estar al día de la actualidad científica? Recibe el nuevo boletín de actualidad con nuestros mejores contenidos semanales gratuitos (noticias y posts). Si lo deseas también puedes personalizar tu suscripción. BOLETÍN ACTUALIDAD¿Quieres estar al día de la actualidad científica? ¡Recibe el nuevo boletín de contenidos gratuitos! Ver más boletines.