lunes 9 de diciembre de 2019

Ciencia | NASA |

Invisible y misteriosa: ¿Qué es la materia oscura y cómo podemos detectarla?

En un reportaje publicado por el Instituto Balseiro, el doctor en Astrofísica, Xavier Bertou, habló sobre la materia oscura, un tipo de materia invisible y misteriosa y sobre cuáles son los métodos para detectarla.

Hay mucho más en el Universo de lo que se puede observar utilizando diversos instrumentos, desde la Tierra o incluso desde el espacio. La tabla periódica de los elementos que se estudia en la escuela sólo describe el 4% de la materia, compuesta por los átomos, sus componentes conocidos, y algunas que otras partículas del llamado modelo estándar de la física de partículas. El restante 96% del Universo está compuesto por materia oscura y energía oscura, algo de lo que se sabe aún muy poco.

“La existencia de un nuevo tipo de materia, la materia oscura, es la mejor explicación que tenemos para entender lo que observamos en el Universo. A casi todas las escalas, desde las galaxias, cúmulos de galaxias, grandes estructuras, y hasta el Universo en su conjunto, observando su radiación de fondo, remanente del Big Bang, encontramos discrepancias grandes entre cómo se comporta lo que observamos y cómo debería hacerlo por la materia que vemos”, señaló Xavier Bertou.

“Si suponemos que además de la materia conocida existe otra materia, en una relación del orden del 5 a 1, que no podemos ver pero que está presente, entonces todo cierra. Esa materia la llamamos materia oscura, ya que no la pudimos ver hasta ahora, solo pudimos inferir su existencia”, agregó.

“Si suponemos que además de la materia conocida existe otra materia, en una relación del orden del 5 a 1, que no podemos ver pero que está presente, entonces todo cierra. Esa materia la llamamos materia oscura, ya que no la pudimos ver hasta ahora, solo pudimos inferir su existencia”, explicó Bertou.
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¿Dónde se esconde la materia oscura? Foto: Hubble.

¿Dónde se esconde la materia oscura? Foto: Hubble.

Bertou realizó su doctorado en la Universidad de París y es el coordinador del proyecto ANDES en Argentina, una iniciativa internacional que busca, entre otros temas, conocer más sobre este tipo de materia.

“Cualquier información sobre su naturaleza (de la materia oscura) sería de la mayor importancia debido a su impacto enorme en toda la historia de la formación del Universo”, remarcó el astrofísico, que trabaja en el grupo de Partículas y Campos del Centro Atómico Bariloche y que dirige a estudiantes de grado y posgrado en el Instituto Balseiro.

¿Por qué se llama así a la materia oscura?

Bertou explicó: “No interactúa o interactúa muy poco con la materia común, por eso la llamamos oscura y se complica mucho su observación. De alguna manera, si interactuase más, se vería fácilmente en el Universo y por ende no sería materia oscura”.

Si no es posible observarla directamente, entonces, ¿cómo se sabe que está ahí?

En la década del ’60, la australiana Vera Rubin, observando el movimiento de la Galaxia Andrómeda, obtuvo la primera evidencia de la existencia de materia oscura por los efectos gravitacionales. Los científicos infieren la existencia de la materia oscura debido a los efectos gravitatorios que causa en la materia visible, por ejemplo en las velocidades de rotación de las galaxias.

Los científicos infieren la existencia de la materia oscura debido a los efectos gravitatorios que causa en la materia visible, por ejemplo en las velocidades de rotación de las galaxias.

¿Cómo buscan detectarla los científicos?

Bertou explicó que hasta ahora existen tres métodos. El primero implica buscar señales de la existencia de materia oscura en el Universo más allá de los efectos gravitacionales. “Por ejemplo, uno podría imaginar que dos partículas de materia oscura se aniquilen y produzcan rayos gamas, y entonces observarlos en galaxias donde uno espera fuerte abundancia de materia oscura”.

El segundo método implica producirla. “Al chocar partículas de enormes energías, hay posibilidad de producir materia oscura que uno no podría observar directamente, pero cuya presencia se podría inferir al observar una falta de conservación de la energía o de la impulsión”, contó.

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Uno de los proyectos internacionales en el campo de la materia oscura en el hemisferio sur es “ANDES” (por las siglas en inglés de “Agua Negra Deep Experiment Site”), bajo la coordinación de Bertou. Se trata de un laboratorio subterráneo ubicado a .1750 metros de profundidad, en el Túnel de gua Negra proyectado entre San Juan, Argentina, y Coquimbo, Chile. 

Uno de los proyectos internacionales en el campo de la materia oscura en el hemisferio sur es “ANDES” (por las siglas en inglés de “Agua Negra Deep Experiment Site”), bajo la coordinación de Bertou. Se trata de un laboratorio subterráneo ubicado a .1750 metros de profundidad, en el Túnel de gua Negra proyectado entre San Juan, Argentina, y Coquimbo, Chile.

El tercer método apunta a la construcción de delicados detectores que “se dediquen esperar observar un choque de una partícula de materia oscura con algún material blanco del detector”, agregó el investigador.

Uno de los proyectos internacionales en el campo de la materia oscura en el hemisferio sur es “ANDES” (por las siglas en inglés de “Agua Negra Deep Experiment Site”), bajo la coordinación de Bertou. Se trata de un laboratorio subterráneo ubicado a .1750 metros de profundidad, en el túnel Agua Negra proyectado entre San Juan, Argentina, y Coquimbo, Chile. Se espera que abra en 2030.

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“Se trata literalmente de estar dentro de la montaña, ya que estar ahí permite estar protegido de la radiación cósmica, uno de los tipos de radiación que existen en la superficie de la tierra”, explicó Bertou. Allí se buscará detectar materia oscura y se trabajará con la física de neutrinos. “Se trata del laboratorio más importante del hemisferio sur en el campo de la materia oscura”, agregó el investigador.

Otro proyecto que se está llevando a cabo, también en Argentina, es el del laboratorio de Sierra Grande. Según informa su sitio web oficial, ese laboratorio estuvo en funcionamiento desde 1994 hasta 1997. Ahora se busca reactivarlo.

¿Por qué es importante estudiar la materia oscura?

“Las preguntas sobre el Universo, cómo se formó, de que está constituido, cómo evoluciona, donde estamos, hasta porqué estamos, me parecen preguntas fundamentales como ser humano y creo que eso es lo que motiva muchos de nosotros en investigar el tema”, sostuvo Bertou.

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La versión original de este artículo fue redactada por Carla Allegreti (Área de Comunicación del Instituto Balseiro) y se encuentra disponible en el siguiente link: MATERIA OSCURA, SE BUSCA

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