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Miércoles, 4 diciembre 2013
Física

Experimento para detectar la existencia de un fotón con masa, posible identidad de la materia oscura

La materia oscura que, según se cree, supera en abundancia a la materia normal del universo, representa más de las tres cuartas partes de masa de éste, en tanto que la materia normal constituye el resto. La materia oscura no se puede detectar por métodos convencionales (de ahí que se la llame oscura) excepto por la percepción de su influencia gravitatoria. Sin embargo, ciertas señales delatadoras de la presencia de materia oscura podrían ser detectables, según algunas de las muchas teorías que compiten entre sí para explicar la naturaleza de esta forma enigmática de materia.

Recientemente, unos científicos han desarrollado una máquina que podría permitir comprobar algunas de las predicciones hechas con una de las principales teorías de esta clase, y así demostrarla o refutarla.

El equipo formado por los físicos Richard Milner y Peter Fisher, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, y otros 19 investigadores del MIT, así como del Acelerador Nacional Thomas Jefferson de Newport News en Virginia, la Universidad de Hampton en Virginia, y la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, está estudiando la posible existencia de un fotón masivo. Esto puede parecer una contradicción, ya que a los fotones, o partículas de luz, se les considera carentes de masa. Ello se debe a que viajan a la velocidad de la luz, algo que, según la teoría de la relatividad de Einstein, es imposible para cualquier cosa que tenga masa.

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Sin embargo, una exótica partícula que es como un fotón normal excepto en que, a diferencia del fotón normal, posee masa, ha sido propuesta por algunos teóricos para explicar qué es la materia oscura. Esta enigmática forma de materia, que pasaría desapercibida de no ser por la atracción gravitacional que ejerce sobre la materia ordinaria, se manifiesta en detalles perceptibles como la forma en la que las galaxias giran sobre sí mismas y se agrupan. Ahora, un experimento conocido como DarkLight, desarrollado por Fisher y Milner en colaboración con investigadores del Laboratorio del Acelerador Nacional Thomas Jefferson, y otros, buscará un fotón con masa y con un nivel específico de energía, propuesto en una teoría sobre la materia oscura.

La idea es más que una mera predicción teórica: existen indicios de tal partícula obtenidos en otros experimentos, por lo que vale la pena buscar una respuesta definitiva en una dirección concreta. Si este enigmático fotón con masa existe, el experimento DarkLight será capaz de aportar pruebas sólidas de ello.

Si existe, representaría un gran descubrimiento, tal como enfatiza Milner. Según él, sería algo que iría mucho más allá de los límites de la física conocida. Un fotón masivo sería totalmente diferente a cualquiera de las posibilidades permitidas por el Modelo Estándar, al que hoy se considera la base de la física de partículas moderna.

Para comprobar la existencia de esa partícula teórica, el nuevo experimento contará con un acelerador de partículas que se ha ajustado para producir un haz muy estrecho de electrones con un megavatio de potencia.

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