Sobre el descubrimiento de la materia oscura en el LHC Run 2

Dibujo20150417 dark matter - gas temperature - illustris project - dark matter particle mass - marco cirelli - neutel 2015

En física, el consenso científico es que la materia oscura existe con una certeza del 100%. Sabemos que interacciona muy poco con la materia ordinaria, por ello detectarla es extremadamente difícil, pero la estamos buscando con ahínco y tesón en un rango de 90 órdenes de magnitud. Has leído bien, buscamos una partícula con una masa entre los yoctogramos y los yottagramos. La hemos descartado en muchos lugares, pero hay muchos otros en los que aún podría esconderse.

Uno de los grandes objetivos del LHC Run 2 es buscar una partícula candidata a la materia oscura si es que hay alguna que esté a su alcance. No sabemos si está a su alcance. Pero no perdemos la esperanza de que la encuentre. Te recomiendo leer al físico y optimista Matt Strassler, “Dark Matter: How Could the Large Hadron Collider Discover It?,” Of Particular Significance, 13 April 2015; “More on Dark Matter and the Large Hadron Collider,” OPS, 15 April 2015.

Para los interesados en algo más técnico recomiendo leer P. Cushman et al., “Snowmass CF1 Summary: WIMP Dark Matter Direct Detection,” arXiv:1310.8327 [hep-ex] (47 pages and 28 figures).

Esta simulación del proyecto Illustris nos muestra una simulación por ordenador de la evolución del universo desde un desplazamiento al rojo z=12 hasta hoy en día z=0. La materia oscura es imprescindible para entender el universo a escala cosmológica. Modificar la gravedad de tal forma que simulaciones como esta reproduzcan nuestro universo es muy difícil. Parece fácil, pero todos los intentos muestran que pequeños cambios en la gravedad producen otros universos que no son el nuestro. La materia oscura es imprescindible para entender la formación de las primeras galaxias y su evolución posterior. Sabemos mucho de la materia oscura y tenemos varias leyes que describen su comportamiento cosmológico con precisión, pero no sabemos su naturaleza (microscópica) exacta.

Dibujo20150417 spin-independent - wimp-nucleon scattering - evolution in time - Snowmass CF1 Summary WIMP

La materia oscura es un corpúsculo (si es macroscópico) o una partícula (si es microscópica) neutro (para la carga eléctrica y para la carga de color), que tiene una vida media muy larga y que interacciona débilmente con la materia ordinaria, quizás sólo gracias al bosón de Higgs. Uno de los objetivos del LHC Run 2 es explorar la búsqueda de una partícula de materia oscura en un pequeño rango de energías (la escala débil entre cientos y miles de GeV). Nos gusta creer que hay muchas razones físicas por las cuales debería esconderse en dicha escala. Pero la Naturaleza es sutil, aunque no perversa. Igual que el borracho que ha perdido sus llaves al entrar en casa de noche las busca debajo de la farola, donde hay luz, aunque esté a unos metros de distancia, buscamos la partícula donde podemos hacerlo. Y nuestra esperanza es encontrarla, pero si no la encontramos allí, como somos tercos, seguiremos buscándola.

Dibujo20150417 wimp direct searches - current and future limits - Snowmass CF1 Summary WIMP

La ciencia no es una labor fácil. Si lo fuera no sería una labor apasionante. Llevamos buscando la partícula de materia oscura muy poco tiempo (desde 1985 más o menos). Treinta años parece mucho tiempo, pero es muy poco en ciencia. Todavía nos quedan unos diez años de trabajo como mínimo para explorar el hueco que nos queda hasta que tengamos que preocuparnos por los neutrinos en las búsquedas directas de la materia oscura. Si no encontramos la partícula responsable de la materia oscura en 2030 habrá que superar dicho límite y buscar más allá. Una búsqueda muchísimo más difícil. Pero el tesón de los físicos, el trabajo de miles de personas en pro del conocimiento, acabará dando caza a la partícula. Se esconda donde se esconda acabaremos dando con ella. Quizás sea necesario un siglo.

El descubrimiento de la partícula responsable de la materia oscura será uno de los grandes descubrimientos del siglo XXI. Deseo que se logre durante mi vida… pero ya se sabe que a la Naturaleza le importa un comino mi existencia. Queda mucho por explorar y queda mucho esfuerzo por realizar. ¡La ciencia es pura pasión! ¡Disfrutemos de la ciencia!


20 Comentarios

Participa Suscríbete

planck

Lo que la ciencia ya ha logrado a fecha de hoy es absolutamente increíble. De hecho los humanos actuales somos tan diferentes de los primeros homo-sapiens que casi podríamos considerarnos una nueva especie: vivimos más del doble, cruzamos los océanos en pocas horas, enviamos datos casi instantaneamente a cualquier parte del planeta, hemos creado un inmenso y complejo entramado social, conocemos como se formó la Tierra, el sistema solar y el Universo entero e incluso nos atrevemos a proponer hipótesis comprobables sobre el inicio de los tiempos. Solo con la ciencia hemos llegado a conocer nuestros orígenes, lo que somos, como hemos llegado hasta aquí (aunque tristemente la mayoría de la gente no llegará nunca a conocer en toda su profundidad esta fascinante historia) porque somos diferentes, porque nuestros hijos se parecen a nosotros, porque enfermamos…
La ciencia ha acumulado una inmensa cantidad de conocimiento, en ese conocimiento reside gran parte de la grandeza humana, sin él no seriamos humanos. Criticar a la ciencia es criticar lo que nos ha hecho humanos.
Los que ahora estamos aquí disfrutando de sus beneficios y somos capaces de entender y admirar, aunque sea como aficionados, gran parte de este conocimiento, tenemos un doble privilegio: por un lado el de estudiar y comprender lo que ya se ha logrado y por otro, asistir, en directo, a la búsqueda de la respuesta a los misterios más profundos y trascendentes a los que se ha enfrentado nunca la ciencia: la materia oscura, la energía oscura, la naturaleza y composición del espacio-tiempo, la creación del Universo, la naturaleza de la gravedad, dimensiones ocultas, nuevas partículas y fenómenos físicos, etc etc. Como dice Francis, la ciencia es apasionante, todo el mundo debería poder comprender y disfrutar de estos momentos históricos en mayor o menor grado. Además, una cosa está clara: se resuelvan o no estos misterios a lo largo de nuestra vida, la emoción de poder entender y vivir esta búsqueda en directo es algo que no tiene precio. Para toda la gente que quiera seguir esta apasionante búsqueda, la existencia de esta página (sin igual en castellano) y la labor de su creador son también impagables.

JuanJuan

Desde Argentina leo el blog casi diariamente… y este ultimo comentario de “Plank” resume el amor por el conocimiento y su búsqueda misma como lo que, en esencia, nos hace humanos. Sin mas que agregar, agradezco el aporte a la divulgación de la ciencia y su lucha incanzable pero eficaz contra el oscurantismo remanente del que los humanos aun somos parte. Saludos!

U-95U-95

+1. Gran comentario.

En cuanto a la materia oscura, soy de la opinión que esos experimentos encargados de buscar partículas de materia oscura o sus huellas serán los que la encuentren antes que el LHC.

FVAFVA

Te felicito, Planck nadie lo hubiera podido decir mejor, me encanta que haya gente como tu y como todos los demás que leyeron el artículo que luchan contra la ignorancia de algunos humanos.Muchas gracias por tu gran comentario.

AlbertAlbert

Es el primer artículo que leo que dice que la simulación Illustris empieza en z=12. Creo que ese es el dato correcto y corresponde a una edad del Universo de 368 millones de años.
Los otros artículos que he leído, tanto en español como en inglés dicen (creo que incorrectamente) que la simulación se inicia “12 millones de años después del big-bang”. Supongo que han debido confundir “edad del Universo” con “desplazamiento hacia el rojo z”
A un Universo de 12 millones de años le corresponde z=123 y no z=12.

BubaBuba

Hola, ¿podriais poner pie en los graficos? Entiendo que deberia ser lo habitual.
Muchas gracias.

FabioFabio

“En física, el consenso científico es que la materia oscura existe con una certeza del 100%.”

La certeza del 100% la tendremos solo cuando las particulas de materia oscura seran descubiertas de manera directa. Al momento la evidencia es indirecta. Existen modelos de gravedad modificada (teoria MOND) que explican o pretenden explicar la observaciones sin necesidad de introducir la materia oscura. Y, aunque estos modelos reciben el favor de una minoria de los astrofisicos, no necesariamente implica que esten necesariamente mal.

FabioFabio

Y felicidades por el blog, lo leo diariamente aunque este sea mi primer comentario.

renecoreneco

La “materia oscura” hasta el momento es un nombre de fantasía para una fenómeno observacional no explicado, pero el conocimiento es dinámico y se adapta para encontrar la explicación a ese fenómeno, es solo cosa de tiempo.

Francisco R. Villatoro

Adroidelhom, un modelo ad hoc basado en el universo de Milne es muy difícil que se publique en una revista de física de prestigio. Sabemos que el modelo de Milne no describe nuestro universo.

AdridelhomAdridelhom

Yo estoy lejos de entender este artículo bien, si embargo el modelo parece reproducir el comportmiento los fenomenos hoy achacados a la energía y materia oscuras sin la necesidad de añadir ningun tipo de nueva materia. Me equivoco?

PacoPaco

Tras escribir tu primera frase debiste darte cuenta que no tenía sentido seguir escribiendo ese comentario.

Si no tienes conocimientos para entender algo, no te montes películas sobre ese algo. Lucha para intentar entenderlo.

Gabriel RasmussenGabriel Rasmussen

La materia oscura me hace acordar a los famosos epiciclos planetarios. Siglos buscando interpretar el movimiento de los planetas para encajar teoría con observación. La ciencia es maravillosa, pero a veces encuentra el escollo de los esquemas mentales.

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>