Ni el Gran Colisionador de Hadrones ni futuros supercolisionadores: la naturaleza ya creó el acelerador definitivo de materia oscura

La búsqueda de la materia oscura, ese componente elusivo del universo, ha impulsado la construcción de infraestructuras científicas de envergadura colosal. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en Europa, es un ejemplo: este acelerador de partículas de 27,36 kilómetros bajo tierra busca desvelar secretos colisionando partículas a velocidades lumínicas.

Sin embargo, los altos costes y plazos de estas instalaciones tensan los presupuestos federales de investigación. Ante esto, científicos de la Universidad Johns Hopkins exploran alternativas más económicas, sugiriendo que la propia naturaleza, a través de los agujeros negros supermasivos, podría ya estar realizando experimentos de física de partículas.

Según este enfoque, los agujeros negros supermasivos en rotación actuarían como colisionadores de partículas cósmicos. Estos gigantes estelares serían capaces de acelerar partículas a energías extremas, generando incluso las esquivas partículas de materia oscura, un logro que las instalaciones terrestres aún no han conseguido. Esta posibilidad abriría una vía de bajo coste para la detección de partículas que componen los mayores enigmas del universo.

Agujeros negros, aceleradores naturales

En este sentido, los colisionadores terrestres estrellan partículas para generar ráfagas de energía que revelen nuevas, como las de materia oscura, aún no detectada. Así lo recoge un estudio en Physical Review Letters difundido por SciTechDaily. Los agujeros negros, al girar con una fuerza superior por su gravedad, extraen energía del giro para acelerar partículas, replicando las condiciones de estos experimentos.

Asimismo, agujeros negros de giro rápido en centros galácticos emiten ráfagas de plasma, impulsadas por chorros de energía del giro y del disco de acreción. El estudio revela que los "flujos de gas" cercanos a un agujero negro pueden volverse mucho más violentos, generando colisiones caóticas de partículas.

Con todo ello, algunas partículas de estas colisiones desaparecen en el agujero negro, pero otras son expulsadas y aceleradas a energías sin precedentes, según Joseph Silk, coautor del estudio. El alcance energético de estos haces podría ser igual o superior al de un supercolisionador de nueva generación, ofreciendo resultados complementarios. Aunque los agujeros negros estén lejos, sus partículas llegarán a la Tierra, ofreciendo indicios de un colisionador novedoso en los objetos más enigmáticos del universo.

Finalmente, para detectar estas partículas de alta energía, los científicos podrían emplear observatorios ya existentes, como el Observatorio de Neutrinos IceCube en el Polo Sur o el Telescopio de Neutrinos Kilómetro Cúbico, que ya detectó el neutrino más energético.