Un equipo de científicos ha construido una ingeniosa 'trampa' para atrapar la materia oscura y estamos a punto de conocer el resultado del experimento
Este audaz experimento llevado acabo por físicos de la Universidad de Nottingham podría descubrir por fin la esquiva materia que, supuestamente, constituye el 95 por ciento del universo.
Por Darren Orf
05/07/2024
El Modelo Estándar de la Física es nuestra mejor apuesta para describir cómo funciona todo. Gracias a importantes mejoras, desde la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein hasta el descubrimiento del bosón de Higgs, el modelo hace maravillas a la hora de describir el universo en el que residimos, es decir, salvo por la materia oscura y la energía oscura.
Y es una advertencia bastante importante. Los científicos estiman que estos dos conceptos (que nunca hemos detectado) constituyen en realidad el 95 por ciento de toda la materia del universo. Esto significa que todos nuestros costosos telescopios ópticos, equipos de radio, exploradores interplanetarios y cualquier otra nave espacial o instrumento hasta bien entrado el futuro sólo vislumbrarán una mera fracción de la materia del universo.
Sin embargo, hemos sido capaces de inferir la existencia de esta misteriosa materia basándonos en su efecto gravitatorio sobre la materia visible. Ahora, científicos de la Universidad de Nottingham han construido una "trampa" diseñada para observar más de cerca este concepto siempre esquivo.
En un nuevo estudio publicado en la revista Physical Review D, científicos de la Universidad de Nottingham introdujeron una partícula conocida como campo escalar y construyeron una trampa para detectar un efecto de la materia oscura llamado paredes de dominio, o paredes oscuras. Lo explica la profesora de la Universidad de Nottingham y autora principal, Clare Burrage:
"A medida que disminuye la densidad se forman defectos, algo parecido a lo que ocurre cuando el agua se congela y se convierte en hielo: las moléculas de agua son aleatorias y cuando se congelan se forma una estructura cristalina con moléculas alineadas al azar, unas alineadas de una forma y otras de otra, lo que crea fallas. Algo parecido ocurre en los campos escalares a medida que baja la densidad. Estas líneas de falla no se pueden ver a simple vista, pero si las partículas las atraviesan pueden cambiar su trayectoria. Estos defectos son paredes oscuras y pueden demostrar la teoría de los campos escalares".
Básicamente, si estas trampas diseñadas pudieran detectar las paredes oscuras, proporcionaría importantes pruebas de la teoría de los campos escalares.
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Para preparar este experimento, el equipo creó recipientes impresos en 3D diseñados específicamente para "atrapar" paredes oscuras, según cálculos teóricos. Para "activar" la trampa, los científicos enfriarán átomos de litio hasta casi el cero absoluto utilizando fotones láser y los colocarán en un vacío especial que imita un cambio de densidad, como describe Burrage. Si todo va según lo previsto, estas "líneas de falla" dentro de los campos escalares deberían quedar atrapadas en el experimento.
"Los recipientes impresos en 3D que estamos utilizando como cámara de vacío se han construido utilizando cálculos teóricos de las paredes oscuras, esto ha creado lo que creíamos que era la forma, estructura y textura ideales para atrapar la materia oscura", dijo en un comunicado de prensa Lucia Hackermueller, de la Universidad de Nottingham, que diseñó el experimento. "Para demostrar con éxito que las paredes oscuras han quedado atrapadas, dejaremos que una nube de átomos fríos atraviese esas paredes".
Todo este experimento ha tardado tres años en construirse, y el equipo espera tener resultados de la trampa elaboradamente diseñada dentro de un año.
Por supuesto, también es posible que no aparezcan paredes oscuras en absoluto. Sin embargo, en el mundo de la ciencia, cualquiera de los dos resultados impulsa nuestra comprensión de las misteriosas fuerzas que forman los cimientos del universo conocido, porque descubrir lo que no son la materia oscura y la energía oscura también puede ser inmensamente valioso.
DARREN ORF
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Darren lives in Portland, has a cat, and writes/edits about sci-fi and how our world works. You can find his previous stuff at Gizmodo and Paste if you look hard enough.
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