Investigadores presentan un nuevo modelo de lo que podría ser la materia oscura




La materia oscura está a nuestro alrededor. Aunque nadie lo ha visto nunca, y nadie sabe lo que realmente es, cálculos físicos indiscutibles afirman que aproximadamente el 27% del universo es materia oscura. Sólo el cinco % es la materia en la que consisten todos los materiales conocidos; de la hormiga más pequeña a la galaxia más grande.

Durante décadas, los investigadores han tratado de detectar esta materia oscurainvisible. Se han puesto varios tipos de dispositivos en la Tierra y en el espacio para capturar las partículas en las que se supone que consiste la materia oscura, y los experimentos han intentado crear una partícula de materia oscura colisionando partículas de materia ordinaria a temperaturas muy altas.

Si tal colisión tuviera éxito algún día, sin embargo, no podríamos ver directamente la partícula de materia oscura producida. Inmediatamente pasaría y volaría lejos de los detectores , pero tomará algo de energía con él, y esta pérdida de energía se registrará e indicará que se ha producido una partícula oscura.

A pesar de todas estas iniciativas, todavía no se ha detectado ninguna partícula oscura.

"Tal vez sea porque hemos mirado las partículas oscuras de una manera que nunca podrá revelarlas. Tal vez la materia oscura es de un carácter diferente y necesita ser buscada de una manera diferente", dice Martin Sloth, profesor asociado del Centro de Cosmología y Fenomenología de Partículas (CP3-Origins), Universidad del Sur de Dinamarca.

Junto con su postdoctorado McCullen Sandora de CP3-Origins y el postdoctorado Mathias Garny del CERN, ahora presenta un nuevo modelo de lo que podría ser la materia oscura en la revista Physical Review Letters.

Durante décadas, los físicos han estado trabajando en la teoría de que la materia oscura es luz y, por lo tanto, interactúa débilmente con la materia ordinaria. Esto significa que las partículas son capaces de ser producidas en colisionadores. Las partículas oscuras de esta teoría se llaman partículas masivas que interactúan débilmente (WIMPs), y se teoriza que fueron creadas en un número inconcebiblemente grande poco después del nacimiento del universo hace 13,7 mil millones de años.

"Pero dado que ningún experimento ha visto ni siquiera un rastro de un WIMP, podría ser que deberíamos buscar una partícula oscura más pesada que interactúe solo por gravedad y, por lo tanto, sería imposible de detectar directamente", dice Martin Sloth.

Sloth y sus colegas llaman a su versión de una partícula tan pesada una partícula PIDM (Planckian Interacting Dark Matter).

En su nuevo modelo, calcularon cómo se podría haber creado el número requerido de partículas PIDM en el universo temprano.

"Era posible, si hacía mucho calor. Para ser más precisos, las temperaturas en el universo temprano deben haber sido las más altas posibles en la teoría del Big Bang", dice Sloth.

Si este fue el caso o no se puede probar. Él explica más lejos:

"Si el universo fuera tan caliente como se calcula en nuestro modelo, se habrían creado varias ondas gravitacionales desde la primera infancia del universo. Es posible que podamos averiguarlo en un futuro próximo".

Con este Perezoso se refiere a una serie de experimentos planificados en todo el mundo que serán capaces de detectar señales de ondas gravitacionales muy tempranas.

"Si estos experimentos no detectan tales señales, entonces nuestro modelo será falsificado. Por lo tanto, las ondas gravitacionales se pueden usar para probar nuestro modelo", dice.

Se planean más de 10 experimentos diferentes. Su objetivo es medir la polarización de la radiación cósmica de fondo, ya sea desde el suelo o con instrumentos enviados en un globo o satélite para evitar perturbaciones atmosféricas.

Materia oscura y energía oscura

Se cree que el 27% del universo consiste en materia oscura. Se cree que la materia oscura es el "pegamento" gravitacional que une las galaxias. Nadie sabe qué es realmente la materia oscura.
El 5% del universo consiste en material conocido como átomos y partículas subatómicas.
Se cree que el resto del universo consiste en energía oscura. Se cree que la energía oscura es responsable de la velocidad actual de la expansión del universo.

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