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  • 09/12/2018

Física

Materia oscura: un resultado tenazmente divergente sufre un revés

¿Se ha dado hace ya mucho con la materia oscura? Un equipo de investigadores italianos y chinos está convencido de ello, pero ahora su intepretación se tambalea.

Nature

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Los 25 cristales de yoduro de plomo de DAMA/LIBRA y sus fotomultiplicadores están encerrados en una caja de cobre rodeada por un blindaje de plomo y otros materiales, que está rodeado a su vez por un metro de hormigón, al cual rodea el Gran Sasso, pero ¿ha bastado todo ello para evitar influencias indeseadas? [Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia].

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¿De qué está hecho el 95 por ciento del cosmos?Hace años que los físicos saben que todos los átomos y toda la luz que existen en el universo apenas dan cuenta del 5 por ciento de su contenido total de materia y energía. El 95 por ciento restante se compone de dos misteriosos agentes que, a falta de un nombre mejor, han dado en llamarse «materia oscura» y «energía oscura». Dominan el cosmos, pero ¿cuál es su naturaleza? En este número podrás encontrar una panorámica clara y rigurosa del estado actual de dos líneas de investigación que, casi como ninguna otra, evidencian lo mucho que aún nos queda por aprender sobre el universo y las leyes fundamentales que lo rigen.

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Según un equipo de investigadores italianos y chinos, el gran enigma de la materia oscura está resuelto desde hace mucho. Esta forma hipotética de materia estaría causando una oscilación estacional en un detector instalado bajo el macizo del Gran Sasso, al noreste de Roma. En junio estarían colisionando más partículas de materia oscura con los átomos de ese aparato de medida, llamado DAMA/LIBRA, y en diciembre, claramente menos, sostienen desde hace mucho tiempo las dos docenas de científicos que trabajan en el experimento.

A primera vista, el argumento es atractivo. Cabe esperar esa variación si nuestra galaxia está realmente rodeada de una nube difusa de materia oscura, tal y como se supone mayoritariamente. La Tierra, en su recorrido anual alrededor del Sol, atravesará a veces más deprisa y a veces más despacio esa niebla; en junio, nuestro planeta se mueve paralelamente al Sol en la trayectoria de este alrededor del centro galáctico, mientras que en diciembre lo hace justo en sentido contrario. 

Interpretación discutida

Pero fuera del grupo del DAMA/LIBRA pocos comparten esa interpretación espectacular. Los principales investigadores sostienen que el origen de esa problemática oscilación está probablemente en una fuente terrestre de error o en una peculiaridad desconocida del aparato. DAMA/LIBRA no ve directamente las hipotéticas partículas de materia oscura. El aparato solo capta destellos de luz que las presuntas partículas causan al colisionar con los átomos de unos cristales especiales de yoduro de sodio. Y esos destellos pueden tener otros muchos orígenes, dicen los críticos.

Refuerza su escepticismo que los demás laboratorios subterráneos no hayan percibido hasta ahora ninguna huella de la materia oscura. Y eso pese a que esos aparatos deberían reaccionar a las invisibles partículas de esta con mucha mayor sensibilidad. Esos competidores persiguen el fantasma, sin embargo, con otras técnicas. Es particularmente apreciado, para su uso con ese fin, el xenón, un gas noble que rellena los mejores detectores de materia oscura actuales.

Y así perdura desde hace años el debate acerca de DAMA. Una y otra vez recibe el equipo duras críticas porque los científicos de otros grupos creen haber descubierto un punto débil en sus mediciones. Los italianos las encajan con estoica obstinación: no, en eso ya hemos pensado nosotros, dicen. Según el punto de vista de muchos de sus colegas, no ofrecen suficientemente la transparencia y publicidad que los científicos esperan en una situación así de delicada.

Sin embargo, se va haciendo la luz sobre la disputa: hay en distintos lugares del mundo detectores que empiezan ahora a funcionar y que buscan la materia oscura con el mismo tipo de cristal que el del Sasso. Uno de esos equipos ha presentado en Nature su detector. Se llama COSINE-100, se encuentra en Corea del Sur y ha estado ya 60 días buscando la señal de DAMA/LIBRA en vano, aun antes de que se haya podido determinar una eventual estacionalidad.

Con ello, lo que los italianos dicen pierde buena parte de su fuerza de convicción, escribe el equipo de los coreanos y los americanos. Quedan en pie solo algunas variantes, en las que la nube de materia oscura que rodea a nuestra galaxia tenga una configuración distinta de la esperada o en las que las partículas de la materia oscura interaccionen con los núcleos del experimento surcoreano, por razones desconocidas, más raramente de lo que cabría pensar. Como escriben los investigadores, deben estar midiendo todavía dos años. También podrían entonces excluirse alguna de estas explicaciones concebibles. 

Robert Gast / spektrum.de

Artículo traducido y adapatado por Investigación y Ciencia con permiso de Spektrum der Wissenschaft.

Referencia: «An experiment to search for dark-matter interactions using sodium iodide detectors», de The COSINE-100 Collaboration en Nature, 564, págs. 83–86 (2018).

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