El laboratorio de JinPing en China
La esquiva materia oscura, una sustancia que teóricamente es clave en la evolución del universo, podría ser una fuente de energía ilimitada y gratuita, si es que somos capaces de encontrarla
La mayor fuente de energía del cosmos
Los científicos creen que si fuéramos capaces de encontrar esta sustancia, la abundancia de materia oscura en nuestro universo podría utilizarse teóricamente como fuente gratuita e ilimitada de energía. El astrofísico Ethan Siegel, conductor del podcast Starts With a Bang! y uno de los expertos que colaboró en el primer episodio de Control Z: La Gran Tormenta, explica que toda materia tiene su equivalente en antimateria y al colisionar materia con antimateria se crea una eficiente "energía pura".
Si la materia oscura realmente acaba teniendo poca o ninguna carga, dice, significaría que cada partícula de materia oscura se comportaría como su propia antipartícula, por lo que al hacer chocar dos partículas de materia oscura se produciría una explosión de materia y antimateria que se convertiría en una fuente constante de energía perfectamente eficiente.
A pesar de la falta de evidencia sobre esta sustancia, hay algunos resquicios por los que los científicos pueden entrar para encontrar pistas y nuevas técnicas de investigación que nos pueden ayudar a descifrar el misterio. Una de las últimas se está desarrollado en el Laboratorio Subterráneo Jinping, en China. Unas instalaciones situadas a dos kilómetros bajo tierra que cuentan con algunos de los investigadores más prestigiosos en este campo.
La otra corre a cargo de un grupo de físicos del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) y de la Universidad de Chicago que está buscando partículas de materia oscura que sean billones o incluso cuatrillones de veces más ligeras que las que se están buscando en la actualidad.
A 2 km bajo tierra
El Laboratorio Subterráneo Jinping de China (CJPL) es el mayor centro terrestre de detección de materia oscura desde que se empezara a funcionar el diciembre pasado. Que esté situado a dos kilómetros de profundidad no es un capricho. Esos miles de metros de roca separan a sus sensibles instrumentos de la superficie, haciendo que solo uno de cada millón de rayos cósmicos solares que bombardean constantemente nuestro planeta llegue a penetrar hasta el laboratorio.
El CJPL tiene dos proyectos de investigación en marcha: El Experimento de Partículas y Xenón Astrofísico (PandaX) y el Experimento de Materia Oscura de China (CDEX). Sus detectores emplean dos grandes tanques de xenón y germanio, respectivamente, que están completamente aislados del resto del mundo.
El CJPL es el único proyecto de detección que opera con ambos gases. El xenón y el germanio son considerados como los mejores candidatos para interactuar con las partículas de materia oscura y los dos kilómetros de profundidad ayudan a bloquear el 'ruido' de la superficie que podría complicar la obtención de resultados. Los investigadores esperan encontrar evidencias de las partículas masivas de interacción débil (o WIMPs, por sus siglas en inglés), un tipo de partícula subatómica hipotética, pesada y lenta que apenas interactúa con la materia ordinaria.
"PandaX tiene una oportunidad real en el futuro de convertirse no solo en líder mundial, sino en el líder mundial", dice el doctor Jonathan Ellis, físico teórico y presidente del comité asesor del CJPL en declaraciones para Popular Mechanics. El CDEX es un poco más complicado, dice. Esto se debe a que el germanio es más difícil de manejar.
Axiones y fotones oscuros
Por su parte, los físicos del Fermilab y de la Universidad de Chicago están colaborando en una iniciativa llamada BREAD (Broadband Reflector Experiment for Axion Detection) que busca materia oscura ultraligera. El equipo está a la caza de dos clases de partículas cuya existencia teórica ha sido propuesta por la comunidad científica, pero aún no se han encontrado: los fotones oscuros y los axiones.
Como explica este artículo de Big Think, los fotones oscuros podrían interactuar con partículas de materia oscura del mismo modo que los fotones normales interactúan con la materia ordinaria. Sin embargo, los fotones de materia oscura no interactuarían directamente con la materia ordinaria, al igual que los fotones ordinarios no interactúan con la materia oscura.
Por su parte, los axiones son unas partículas subatómicas que tienen una fuerza nuclear débil (la que induce algunas formas de radiactividad) e interactúan de forma muy diferente con la materia y la antimateria. Los axiones, además de candidatos para resolver el misterio de la materia oscura (fría), también se proponen como soluciones para muchos modelos de física de altas energías, como la teoría de cuerdas o la supergravedad.
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