Cosmología

A 1.600 metros bajo tierra existe un invento de 10 toneladas que busca el secreto más oscuro del universo

Escondido a 1.500 metros de profundidad en Estados Unidos, el mayor detector de materia oscura del planeta estrecha el cerco sobre uno de los grandes enigmas de la física con sus últimos datos

Aquí podemos ver el cúmulo de galaxias Abell 1689, con la nube de materia oscura en la que está bañado marcada en violeta. Observamos que la materia oscura se concentra en el centro del cúmulo, y también en las galaxias más masivas, como las que hay arriba a la izquierda y arriba a la derecha. La materia oscura no emite luz, así que esta nube la hemos reconstruido a partir de su gravedad, que produce un efecto llamado lente gravitatoria, que deforma las imágenes de galaxias que están detrás d...
Aquí podemos ver el cúmulo de galaxias Abell 1689, con la nube de materia oscura en la que está bañado marcada en violeta. Observamos que la materia oscura se concentra en el centro del cúmulo, y también en las galaxias más masivas, como las que hay arriba a la izquierda y arriba a la derecha. La materia oscura no emite luz, así que esta nube la hemos reconstruido a partir de su gravedad, que produce un efecto llamado lente gravitatoria, que deforma las imágenes de galaxias que están detrás del cúmulo. Podemos ver muchas de estas imágenes deformadas formando arcos alrededor del cúmulo, como haría una lente circular muy potente.ESA / NASA / LAM

Para desentrañar el misterio de la materia oscura, esa sustancia invisible que compone la mayor parte del universo, no basta con un detector. Se necesita una vasta red internacional de unos 250 científicos procedentes de 38 instituciones repartidas por seis países. Este colosal esfuerzo humano es la base del experimento LUX-ZEPLIN (LZ), el dispositivo más sensible jamás construido para intentar capturar la escurridiza firma de unas partículas hipotéticas conocidas como WIMPs. Este esfuerzo se enmarca en la búsqueda de respuestas a las grandes incógnitas del cosmos, un campo donde incluso las teorías de Einstein son puestas a prueba por nuevas observaciones.

De hecho, la rigurosidad científica del proyecto es tan extrema como su ambición. Para garantizar la objetividad de sus hallazgos, los investigadores han recurrido a una ingeniosa técnica de análisis llamada salting. Este método consiste en introducir deliberadamente señales falsas en los datos brutos, de modo que los propios analistas no puedan anticipar ni sesgar inconscientemente los resultados hasta el momento final en que se desvelan todas las claves del estudio.

Este enfoque tan metódico se ha aplicado sobre los primeros resultados de la misión, que se basan en 280 días de funcionamiento ininterrumpido del detector. Además, el sistema cuenta con un Detector Externo diseñado para identificar y descartar cualquier señal que no proceda de la materia oscura, como las generadas por neutrones o la presencia de radón, una precaución que, según informa el medio SciTechDaily, asegura que solo se consideren las interacciones más prometedoras.

La tecnología para cazar lo invisible

Para lograr esta hazaña, el detector opera en un búnker de alta tecnología situado en un lugar insólito: a casi 1,6 kilómetros de profundidad en una instalación de investigación subterránea en Dakota del Sur, en Estados Unidos. Esta ubicación no es casual. La imponente capa de roca terrestre que lo cubre actúa como un escudo natural contra la radiación cósmica, un bombardeo constante de partículas que, de alcanzar el sensor, contaminaría las mediciones y produciría falsos positivos. Mediciones tan precisas son cruciales, ya que la cantidad y naturaleza de la materia oscura son factores clave que, según los modelos actuales, determinarán cuál será el destino final del universo.

En el corazón de este laboratorio subterráneo se encuentran diez toneladas de xenón líquido de una pureza extraordinaria. La teoría sostiene que si una partícula de materia oscura llegase a chocar contra uno de los átomos de este gas noble, se produciría un minúsculo destello de luz, una señal casi imperceptible que los sensibles instrumentos del LZ están preparados para registrar y analizar. La teoría se apoya en la evidencia indirecta de su existencia, como su rol clave en la formación de estructuras colosales, entre las que se cuentan agujeros negros con masas de miles de millones de soles en los centros galácticos.

Con todo, este hito es solo el comienzo. El objetivo final de la colaboración es acumular datos durante mil días, una meta que esperan alcanzar para 2028. La vista ya está puesta, incluso más allá, en un detector de nueva generación, bautizado como XLZD, que promete multiplicar la sensibilidad actual y abrir una nueva ventana a los secretos más profundos del cosmos.