Un experimento subterráneo ofrece indicios de materia oscura

Un experimento subterráneo ofrece indicios de materia oscura


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Posted: 23 Apr 2013 11:47 AM PDT

La
colaboración internacional CDMS ha presentado durante una reunión de la
Sociedad Americana de Física algunos resultados que podrían
corresponder a colisiones de las hipotéticas partículas de materia
oscura. Para realizar el estudio, en el que participan la Universidad
Autónoma de Madrid y el Instituto de Física Teórica, se han usado
detectores de silicio en una mina de Minnesota (EE UU).

Desde
hace más de una década la colaboración internacional Búsqueda Criogénica
de Materia Oscura (CDMS, por sus siglas en inglés) está a la caza de un
nuevo tipo de materia, que no emite ni absorbe radiación
electromagnética: la materia oscura. Constituye alrededor del 85 % de
toda la materia del universo, pero sus interacciones son extremadamente
débiles y es muy difícil de detectar.

Pero la semana pasada, en
una reunión de la Sociedad Americana de Física, científicos de la
colaboración CDMS han informado haber encontrado posibles indicios de
estas partículas en sus detectores criogénicos, situados en las
profundidades de una antigua mina de hierro en Minnesota, EE UU. La
Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Instituto de Física Teórica
(UAM-CSIC) son miembros de la colaboración.

Según
los investigadores, se registraron tres eventos con las mismas
características que corresponderían a colisiones de materia oscura con
los átomos de silicio de los detectores. Aunque existen procesos
ordinarios, producidos por procesos de desintegración o inducidos por
rayos cósmicos, que podrían dar señales similares, un análisis detallado
muestra que sólo se esperarían 0,7 de estos.

Si el resultado se
interpreta en términos de partículas de materia oscura, los indicios
corresponderían a partículas con una masa de aproximadamente nueve veces
la masa del protón.

“Aunque estos resultados no son suficientes
como para anunciar inequívocamente la detección de materia oscura, son
muy prometedores”, explica David G. Cerdeño, miembro del proyecto
MultiDark, quien dirige la participación de la UAM y el Instituto de
Física Teórica en la colaboración CDMS.

“Para investigar esta
posible señal se necesitarán más datos. La colaboración prevé comprobar
estos resultados con un nuevo detector de germanio (SuperCDMS) que está
operativo desde principios de 2013. La detección e identificación de la
materia oscura constituye uno de los retos más interesantes de la física
de partículas y astropartículas”, agrega el investigador.

La
existencia de grandes cantidades de materia oscura en el Universo es
necesaria para explicar las observaciones astrofísicas y cosmológicas a
distintas escalas en el Universo. Hoy en día sabemos que es
aproximadamente siete veces más abundante que la materia ordinaria y
que, de hecho, forma grandes estructuras alrededor de las galaxias. Sin
embargo, desconocemos su naturaleza.

La búsqueda directa de
materia oscura consiste en identificar las colisiones de este tipo de
partículas con nucleos atómicos en detectores como CDMS, bautizado como
la colaboración. Estos experimentos se sitúan en laboratorios
subterráneos para apantallar los rayos cósmicos que, de otro modo,
serían demasiado abundantes.

Diversos modelos de física de
partículas proporcionan candidatos a materia oscura. Entre los más
interesantes se encuentran las partículas masivas con interacciones
débiles (WIMPs, de sus siglas en inglés). Estas partículas se formarían
en el universo temprano, instantes después del Big Bang, y permanecerían
hasta nuestros días, contribuyendo además a la formación de galaxias.

MultiDark
es un proyecto español de excelencia que reúne a la mayor parte de la
comunidad científica española que investiga en el campo de la materia
oscura. Está financiado durante cinco años por el Programa
Consolider-Ingenio 2010 del Ministerio de Economía y Competitividad y
comenzó su andadura en 2010.

El proyecto está formado por 11
grupos teóricos, experimentales y astrofísicos con investigadores
pertenecientes a 18 universidades e institutos de investigación
españoles, e incluye también a 11 investigadores senior pertenecientes a
instituciones extranjeras. En total, están involucrados actualmente en
el proyecto alrededor de 120 investigadores.
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