Un experimento se aproxima a la codiciada materia oscura

Desde hace más de una década la colaboración internacional Búsqueda Criogénica de Materia Oscura (CDMS, por sus siglas en inglés) está a la caza de un nuevo tipo de materia, que no emite ni absorbe radiación electromagnética: la materia oscura. Constituye alrededor del 85 % de toda la materia del universo, pero sus interacciones son extremadamente débiles y es muy difícil de detectar.

Pero la semana pasada, en una reunión de la Sociedad Americana de Física, científicos de la colaboración CDMS han informado haber encontrado posibles indicios de estas partículas en sus detectores criogénicos, situados en las profundidades de una antigua mina de hierro en Minnesota, EE UU. La Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC) son miembros de la colaboración, informa la agencia SINC.

Según los investigadores, se registraron tres eventos con las mismas características que corresponderían a colisiones de materia oscura con los átomos de silicio de los detectores. Aunque existen procesos ordinarios, producidos por procesos de desintegración o inducidos por rayos cósmicos, que podrían dar señales similares, un análisis detallado muestra que sólo se esperarían 0,7 de estos.

Si el resultado se interpreta en términos de partículas de materia oscura, los indicios corresponderían a partículas con una masa de aproximadamente nueve veces la masa del protón.

"Aunque estos resultados no son suficientes como para anunciar inequívocamente la detección de materia oscura, son muy prometedores", explica David G. Cerdeño, miembro del proyecto MultiDark, quien dirige la participación de la UAM y el Instituto de Física Teórica en la colaboración CDMS.

"Para investigar esta posible señal se necesitarán más datos. La colaboración prevé comprobar estos resultados con un nuevo detector de germanio (SuperCDMS) que está operativo desde principios de 2013. La detección e identificación de la materia oscura constituye uno de los retos más interesantes de la física de partículas y astropartículas", agrega el investigador.

La existencia de grandes cantidades de materia oscura en el Universo es necesaria para explicar las observaciones astrofísicas y cosmológicas a distintas escalas en el Universo. Hoy en día sabemos que es aproximadamente siete veces más abundante que la materia ordinaria y que, de hecho, forma grandes estructuras alrededor de las galaxias. Sin embargo, desconocemos su naturaleza.

La búsqueda directa de materia oscura consiste en identificar las colisiones de este tipo de partículas con nucleos atómicos en detectores como CDMS, bautizado como la colaboración. Estos experimentos se sitúan en laboratorios subterráneos para apantallar los rayos cósmicos que, de otro modo, serían demasiado abundantes.

Diversos modelos de física de partículas proporcionan candidatos a materia oscura. Entre los más interesantes se encuentran las partículas masivas con interacciones débiles (WIMPs, de sus siglas en inglés). Estas partículas se formarían en el universo temprano, instantes después del Big Bang, y permanecerían hasta nuestros días, contribuyendo además a la formación de galaxias.

MultiDark es un proyecto español de excelencia que reúne a la mayor parte de la comunidad científica española que investiga en el campo de la materia oscura. Está financiado durante cinco años por el Programa Consolider-Ingenio 2010 del Ministerio de Economía y Competitividad y comenzó su andadura en 2010.

El proyecto está formado por 11 grupos teóricos, experimentales y astrofísicos con investigadores pertenecientes a 18 universidades e institutos de investigación españoles, e incluye también a 11 investigadores senior pertenecientes a instituciones extranjeras. En total, están involucrados actualmente en el proyecto alrededor de 120 investigadores.