El misterio de la materia oscura, la parte invisible del cosmos

Los últimos cálculos de un equipo de la Autónoma podrían desvelarlo

La materia oscura existe, se mueve, interactúa y tiene efectos sobre las estrellas y galaxias

sociedad

| 18.06.2016 - 15:08 h
REDACCIÓN

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Cuando miramos al cielo, a simple vista parece que ahí fuera sólo hay poco más que estrellas, pero lo que estamos viendo es sólo una mínima parte del Universo; el resto, cerca del 85 por ciento de la materia del cosmos, no sabemos cómo es, ni de qué está compuesta: es la materia oscura.

Sin embargo, los últimos cálculos de un equipo español de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), podrían acercarnos un poco más a este misterio del universo.

La materia oscura, cinco veces más abundante que la ordinaria ("visible" y compuesta por átomos), existe, se mueve, interactúa gravitacionalmente y, por tanto, tiene efectos sobre las estrellas y galaxias.

Fue establecida con seguridad en la década de 1970 gracias a diferentes técnicas pero cuarenta años después, los científicos siguen haciendo experimentos para determinar su masa y composición.

Por ahora no saben qué tipo de partícula -o partículas- la componen, pero sí que no es ninguna conocida en la actualidad.

Es lo que los científicos llaman el problema de la materia oscura: Hay que ir más allá de lo conocido para explicar la existencia de este nuevo tipo de materia.

Se ha determinado que en nuestro Sistema Solar la densidad de materia oscura está muy por debajo de una partícula por centímetro cúbico, una cantidad que podría parecer ridículamente pequeña pero, si extendiéramos la palma de la mano, la atravesarían unos 7 millones de partículas de materia oscura por segundo.

Sin embargo, la probabilidad de que una de estas partículas choque con alguno de nuestros átomos es extremadamente pequeña, lo que convierte su descubrimiento en una tarea titánica.

Uno de los mecanismos más convencionales y extendidos entre los físicos para buscar esta materia es la llamada detección directa, que consiste en detectar la interacción de estas partículas con los núcleos de ciertos materiales.

"Se colocan grandes cantidades (hasta cientos de kilogramos) de materiales, como el xenón o el germanio, en minas subterráneas y se espera, en un silencio absoluto, a que una de estas escurridizas partículas choque contra un núcleo atómico en el detector", explica a Efe, Miguel Peiró, físico de la Universidad Autónoma de Madrid.

"Si eso ocurriera, el núcleo de ese material experimentaría un retroceso similar al de una bola de billar debido al impacto de la materia oscura, liberaría una energía y ésta sería detectada. Eso es lo que se intenta medir", puntualiza.

Lamentablemente, y pese a los esfuerzos realizados, todavía no se tiene constancia expresa de que esto haya ocurrido.

Ahora, en un estudio recientemente realizado por Peiró y otros investigadores de la UAM y del Instituto de Física Teórica (IFT, Centro de Excelencia Severo Ochoa, UAM-CSIC), han demostrado que, en la mayoría de los casos, los experimentos de detección directa de materia oscura son aún más restrictivos de lo que parecían.

Y es que estos experimentos dependen de modelos que determinan cómo se comporta esta materia en el halo de la Vía Láctea, que está formada por fluido de materia oscura en el que "nada" la materia ordinaria.

Existen en la actualidad infinidad de estudios teóricos sobre cómo se comporta el halo de materia oscura.

En uno de estos estudios, firmado por investigadores de la Universidad de Nottingham, se calculó cómo se comportaba la velocidad de estas partículas de materia oscura en el Sistema Solar.

Por medio de simulaciones computacionales de estos experimentos de detección directa, basados en este estudio, y teniendo en cuenta las diversas posibilidades de interacción de la materia oscura tanto con protones como con neutrones, estos investigadores han constatado que, si la materia oscura es ligera, estos detalles del halo de la Vía Láctea son "determinantes" a la hora de extraer conclusiones sobre la naturaleza de la materia oscura.

"En nuestro trabajo, hemos cogido esas funciones de distribución de la velocidad, y las hemos utilizado para calcular los límites de dos experimentos de detección directa. Hemos recalculado esas cotas y hemos visto que son un poco más restrictivas de lo que parecían", concluye.