Proponen dos nuevos sistemas para detectar las supuestas partículas que componen la materia oscura del Universo.
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El ser humano lleva varias décadas intentando encontrar las partículas que forman la materia oscura sin mucho éxito. Se han instalado varios experimentos en minas profundas para así detectar estas hipotéticas partículas, a salvo de los rayos cósmicos que generarían tanto ruido en la señal que impediría reconocer la supuesta marca producida cuando muy raramente una de estas partículas interaccionan con la materia ordinaria. A estas partículas débilmente interactuantes de materia oscura se les ha denominado WIMP según sus siglas en inglés.
A la hora de ser diseñados estos experimentos tienen que hipotetizar cómo son esas partículas, por ejemplo la energía o la masa que tienen. Si las partículas son diferentes a lo esperado entonces no serán detectadas. Últimamente se especula con que esas hipotéticas partículas serían más masivas de lo esperado.
Algunos experimentos están ya mejorándose para así tener mayor sensibilidad y en los próximos meses o años veremos qué ocurre. Mientas tanto, hay otros que proponen métodos alternativos de detección.
Hace unos días Andrzej Drukier (Biotraces, en Herndon, Virginia) y sus colaboradores propusieron dos nuevos métodos un tanto locos para detectar las partículas de materia oscura.
El primero de esos métodos se basa en el uso de nanoesferas metálicas embebidas en un óxido. La idea es que cuando una partícula WIMP interacciona con el metal lo caliente lo suficiente como para que reaccione con el óxido en una reacción química de tipo termita.
Recordemos que la termita se patentó a finales del siglo XIX y se ha usado en aplicaciones bélicas y como sistema para unir raíles de ferrocarril. Una mezcla típica es la que usa polvo de aluminio y un óxido de hierro (generalmente magnetita Fe3O4, aunque se usa también herrumbre Fe2 O3). Al prenderse la mezcla (usando pólvora, nitrocelulosa o tiras de magnesio) se inicia una reacción en la que el aluminio roba el oxígeno al hierro y se desprende mucha energía que funde la mezcla. Se pueden usar otros metales reactivos en lugar de aluminio y también óxidos de manganeso u óxido de cromo como donantes de oxígeno. En aplicaciones bélicas se ha usado la termita en granadas incendiarias, pues una vez iniciada la reacción es imposible de parar.
El caso es que, según Drukier, la apropiada selección de materiales y la disposición nanométrica podrían permitir detectar las WIMPs gracias a las “microexplosiones” que se producirían. En este caso sólo se daría en una nanoesfera, mientras que la radiación ambiente convencional generaría varías de estas microexplosiones.
Este sistema detectaría WIMPs con masas por encima de los 100 GeV/c2
o incluso 1 TeV/c2 operando a temperatura ambiente. A temperatura criogénica del nitrógeno o helio líquido permitiría detectar liberaciones de energía de 0,5 keV.
Naturalmente queda mucho por trabajar en la idea, sobre todo en los aspectos de seguridad. Es importante evitar una cascada de microexplosiones que terminen en una explosión macroscópica que ponga en peligro las instalaciones y los científicos allí presentes.
La segunda idea consiste en la utilización de enzimas. Como ya todos sabemos, las enzimas son proteínas que catalizan una determinada reacción bioquímica, generalmente dentro de las células de seres vivos. Al ser proteínas son muy sensibles a temperaturas elevadas o cambios químicos, pues por encima de un punto se desnaturalizan y dejan de cumplir su función. Incluso se pueden romper y fragmentar.
La segunda idea sugerida por el equipo de Drukier (plasmada con un espantoso procesador de textos, por cierto) es una modificación de la anterior. Se parte de nanoesferas de metal que se calentarían debido a alguna WIMP, pero estas nanoesferas estarían rodeadas de una matriz congelada de agua oxigenada diluida (al 10%) y enzimas. Al calentarse una bolita se fundiría el hielo a su alrededor y las enzimas serían atacadas por el peróxido. Las enzimas se degradarían produciendo gas y este gas formaría burbujas en la matriz helada. Al formarse dicha burbuja se produciría sonido debido a la presión súbita a la que se vería sometido el hielo. Y ese sonido podría ser captado con varios micrófonos sensibles que permitirían deducir la dirección y energía de la WIMP que produjo el evento. Afirman que hay cientos de enzimas que se podrían usar en el sistema.
Lo que quizás sea también interesante es que con ideas similares se podría revelar la presencia del material radiactivo de bombas nucleares ocultas de diverso tipo. Se detectarían los neutrones que emitirían, pues estos no se pueden apantallar bien, a diferencia de otros tipos de radiación. Quizás sea más fácil encontrar financiación para este tipo de aplicación que para la materia oscura.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4406 [1]
Fuentes y referencias:
Artículo original I. [2]
Artículo original II. [3]