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  • Investigación y Ciencia
  • Marzo 2015Nº 462

Física de partículas

Tras el rastro de los axiones

La materia oscura podría estar compuesta por partículas ultraligeras. Varios experimentos presentes y futuros intentarán detectarlas.

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En julio de 2012 la física copó los titulares: una nueva partícula elemental, el bosón de Higgs, había aparecido en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. La emoción resultaba comprensible. Buscado desde hacía décadas, se trataba del último ingrediente del modelo estándar, la teoría que describe los constituyentes básicos de la materia, sus interacciones y, con ello, «lo que en lo más íntimo mantiene unido el universo», como lo habría formulado Goethe.

Pero, además, el hallazgo demostró que los físicos habían apostado por la estrategia correcta: construir un enorme acelerador capaz de alcanzar energías muy elevadas para, de esta manera, producir y detectar partículas de gran masa. No en vano, los expertos ya han comenzado a considerar la construcción de máquinas aún mayores en el futuro.

Ese éxito parece haber oscurecido el hecho de que el LHC aún no ha satisfecho otra de sus expectativas: encontrar las partículas constituyentes de la materia oscura. Eso podría suceder este mismo año, cuando el LHC reanude las colisiones y duplique la energía que bastó para descubrir el bosón de Higgs. Sin embargo, algunos avances teóricos y experimentales sugieren que la búsqueda de este componente fundamental del universo tal vez debería orientarse al revés: no hacia la exploración de partículas muy masivas, sino extremadamente ligeras.

La enorme precisión con que el modelo estándar describe el comportamiento microscópico de la materia era ya evidente mucho antes del hallazgo del bosón de Higgs. Hasta la fecha, ningún experimento ha mostrado desviaciones significativas con respecto a sus predicciones. En este sentido, el bosón de Higgs no ha hecho sino confirmar de manera espectacular los fundamentos de este marco teórico. Pero, a pesar de todo, los investigadores siguen empeñados en buscar física más allá del modelo estándar. ¿Por qué?

Una razón se debe a que, en los últimos decenios, los astrónomos han descubierto que las partículas elementales conocidas solo dan cuenta del 15 por ciento de toda la materia existente en el universo. El 85 por ciento restante se compone de materia «oscura»: una misteriosa sustancia que creemos formada por partículas hasta ahora desconocidas y de las que solo sabemos que interaccionan muy poco con la luz y con el resto de las partículas del modelo estándar. A pesar de esa aparente inactividad, resulta muy difícil imaginar cómo sería el universo sin ellas. Debido a la atracción gravitatoria, la materia oscura se agrega en gigantescas nubes en cuyo centro se forman las galaxias, como la Vía Láctea.

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