La década de la materia oscura

Por Francisco R. Villatoro, el 23 marzo, 2011. Categoría(s): Ciencia • Física • Materia oscura • Noticias • Physics • Science ✎ 3

Los experimentos para la detección de la materia oscura son ahora 1000 veces más sensibles que hace 20 años y en la próxima década mejorarán su sensibilidad en un factor adicional de 100. En opinión de muchos físicos, en los próximos años nos despertaremos con la noticia del descubrimiento de la partícula o partículas responsables de la materia oscura (que por ahora sólo ha sido observada gracias a sus efectos gravitatorios a escala cosmológica). Experimentos en curso para la búsqueda directa de la materia oscura como XENON100, DAMA/LIBRA, CDMS II, y CoGeNT, y experimentos que empezarán a tomar datos en 2011, como LUX y XMASS, están poniendo un lazo cada vez más ajustado a las propiedades de la partícula responsable del lado oscuro del universo. Por ahora los resultados preliminares son muy confusos porque la detección no es fácil. El método más utilizado (búsqueda directa) es esperar que una partícula de materia oscura choque contra el núcleo de un átomo del detector dejando una huella perceptible. El problema es que esta huella es máxima cuando la masa del núcleo y la partícula son muy parecidas (cual bolas de billar). Como no sabemos qué masa tiene la partícula buscada, diferentes experimentos utilizan materiales diferentes y exploran con precisión regiones diferentes del espacio de parámetros. Por ejemplo, XENON100 utiliza 161 kg de xenón y CDMS II utiliza 230 g de germanio y 105 g de silicio, explorando ambos el rango de masas entre 10-100 GeV; DAMA/LIBRA utiliza 250 kg de yoduro sódico y CoGeNT utiliza 500 g de germanio, explorando ambos el rango de masas del orden de 10 GeV y menores; LUX y XMASS utilizarán 350 kg y 1000 kg de xenón y explorarán el rango de masas entre 10-100 GeV. Este mes se iba a publicar el nuevo resultado de XENON100 pero parece que el análisis de los datos se ha complicado (por alguna razón aún desconocida) y se publicará próximamente (nadie sabe cuándo será); quizás por ello dedican un artículo de revisión a este tema en el número de Nature de mañana, en concreto, Adam Mann, «Cosmology: The hunting of the dark,» Nature 471: 433-435, 24 March 2011. El artículo no aporta datos nuevos (para el que esto escribe), pero revisa las últimas noticias sobre la materia oscura y quizás sea de interés para algunos lectores con acceso a Nature y con ganas de un repaso rápido de los experimentos de búsqueda directa.

En este blog ya hemos hablado de estos temas: «Por qué hoy no se han publicado los resultados del experimento XENON100 sobre la materia oscura,» 16 marzo 2011; «La partícula responsable de la materia oscura podría haber sido descubierta ya,» 4 marzo 2011; «CDMS II observa tres nuevos eventos tipo WIMP candidatos a materia oscura,» 24 diciembre 2010; «Partículas WIMP de materia oscura ocho veces más pesadas que el protón observadas en el centro de la Vía Láctea,» 24 octubre 2010; «Qué pasó con los dos WIMP observados por CDMS en diciembre de 2009 (han sido descartados por XENON100 en mayo),» 5 julio 2010; etc.



3 Comentarios

  1. wow, 1000 kg del das noble, xenón, que volumen ocupa ?

    La antimateria, emite ondas electromanéticas ?
    Y entonces, porqué no la detectan los telescopios ?
    Detectan muy poca antimeteria en forma de nubes cerca de estrellas de neutrones, pero muy escasa, hasta ahora.

    Algún tipo de agujero negro, puede estar formado de antimateria ?

    Gracias Francis, muy interesante todo, aunque «nomeanteraodena»
    Saludos y agredecido te quedo por tu labor.

    1. holatao, la entrada es sobre materia oscura. Pero, bueno…

      ¿La antimateria emite radiación electromagnética? Sí, por supuesto. ¿Por qué no la detectan los telescopios? Sí la detectan (por ejemplo, el satélite Fermi lo hace). Ahora mismo no es posible saber si un fotón observado por un telescopio proviene de la materia o de la antimateria. Algunas de las galaxias que observamos podrían ser de antimateria, aunque es muy poco probable. La opinión general es que no hay antimateria en grandes cantidades en el universo porque en la gran explosión desapareció por interacción con la materia.

      ¿Agujeros negros de antimateria? Los agujeros negros son de espaciotiempo no de materia. Pero, sí, una estrella de antimateria colapsa y forma un agujero negro igual que una estrella de materia.

      De todas formas, quizás querías decir «materia oscura» en lugar de «antimateria». La materia oscura no emite ondas electromagnéticas y no puede ser observada directamente por los telescopios, sólo indirectamente por sus efectos gravitatorios. Un agujero negro puede «tragar» materia oscura igual que materia ordinaria y se cree que en los superagujeros negros en los centros galácticos lo hacen.

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