Si las partículas de materia oscura fueran más ligeras e interaccionaran con los núcleos atómicos del Sol, se facilitaría su detección.
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En un episodio reciente de The Big Bang Theory el físico Leonard es invitado al programa de Radio Science Friday de la NPR. En la entrevista termina metiendo la pata al decir que la Física está un tanto estancada, para decepción de su jefa.
El asunto hace que Sheldon empiece a pensar sobre los principales problemas abiertos en la Física como la supersimetría, la reconciliación entre gravedad de Mecánica Cuántica y la materia oscura. Él y Leonard terminan deprimiéndose al darse cuenta de que no se ha encontrado la supersimetría, no hay una teoría cuántica de la gravedad todavía y no se ha hallado ninguna partícula que explique la materia oscura.
Esto, que parece un chiste de un comedia de situación, refleja la realidad que hay en el mundo de la física y que David Saltzberg (UCLA) ha plasmado como consultor en el guión de esa serie, cada vez con menos contenido científico, por cierto.
Y es que, pese las décadas de búsqueda, no se han encontrado todavía las partículas que constituyen la materia oscura. Lo malo es que esto ha hecho proliferar todo tipo de teorías e hipótesis. Al fin y al cabo, el papel lo aguanta todo. Pero el método científico exige que la experimentación pase la guadaña que elimine la malas hierbas.
Según una de las últimas hipótesis, posiblemente ya penúltima, quizás el Sol nos pueda ayudara encontrar las partículas de materia oscura si estas son más ligeras de lo que se creía.
La hipótesis que Chris Kouvaris (Universidad del sur de Dinamarca) y sus colaboradores asumen es que estas partículas serían muy abundantes, pero cada una de ellas sería ligera, por debajo del GeV. Esta es una alternativa que se ha estado explorando recientemente, dado el escaso éxito a la hora de detectar WIMPs, que serían más pesadas.
Pero estas partículas ligeras de materia oscura, al pasar por el Sol podrían en algunos casos chocar contra un núcleo atómico y ganar energía en el proceso, por lo que se moverían después a 600 km/s, suficiente velocidad como para escapar del Sol y alcanzar la Tierra. Esto facilitaría su detección, pues una partícula más rápida posee más energía y es más fácil de detectar.
Lo malo es que estas partículas tienen que interaccionar de algún modo con la materia ordinaria. Esto se necesita en el propio Sol bajo esta hipótesis y en nuestros instrumentos bajo cualquier otra hipótesis. Por definición de materia oscura, sus partículas tienen que interaccionar con la materia ordinaria o muy débilmente o de ninguna manera, de otro modo ya las habríamos detectado. Aunque lo podrían hacer sólo gravitatoriamente, por lo que sería un búsqueda sin fin. Así, por ejemplo, las WIMPs sólo interaccionarían a través de la fuerza nuclear débil, por lo que sólo se registraría uno de estos eventos de vez en cuando. Esta es la razón por la que se va aumentado más y más la masa de los detectores: para incrementar la probabilidad de este tipo de eventos.
Para que una partícula permanezca en nuestra galaxia la Vía Láctea y no escape tiene que tener una velocidad menor de 544 km/h y que así la gravedad la retenga. Pop lo que si tienen una velocidad mayor escaparán de la misma y no la veremos más. A no ser, claro está, que la Tierra se interponga en su camino.
Los actuales detectores no son lo suficientemente sensible como para detectar este tipo de partículas. Aunque, quizás, detectores como CRESST-III, que se instalará en Gran Sasso (Italia) pueda detectarlas en un futuro próximo.
Puede que, al final, Sheldon tenga razón.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Foto de CRESST: Instituto Max Planck.