Nuevo dispositivo que podría detectar materia oscura ligera

La materia oscura es una clase desconocida de materia que pasaría del todo desapercibida si no fuese por su influencia gravitatoria. Es más abundante en el universo que la materia normal, de la que está hecho cuanto conocemos. No corresponde a agujeros negros convencionales ni a ninguna otra clase de astro conocida. Nadie la ha visto ni nadie sabe qué es, aunque hay teorías sobre su naturaleza.

Una posible vía indirecta para detectar el paso de partículas de materia oscura por la Tierra puede ser intentar captar los fotones que se produzcan cuando algunas partículas de materia oscura colisionen contra la materia normal.

La mayoría de los experimentos hasta la fecha se han centrado en intentar detectar partículas de materia oscura con masas similares a las de las partículas elementales conocidas. Sin embargo, si las partículas de materia oscura son más ligeras que un electrón, es improbable que sean detectables con los instrumentos actualmente empleados para ello, mayormente los detectores basados ​​en xenón líquido. Hasta la fecha, ningún experimento ha logrado detectar directamente la materia oscura. Sin embargo, este es en sí mismo un hallazgo relevante, ya que demuestra que las partículas de materia oscura no existen dentro del rango de masas y de fuerza de interacción sondeado y que, por tanto, si existen, hay que buscarlas en otros rangos.

Un equipo internacional dirigido por Laura Baudis, Titus Neupert, Björn Penning y Andreas Schilling, de la Universidad de Zúrich (UZH) en Suiza, ha conseguido crear un sistema capaz de detectar partículas de materia oscura si existen y su masa queda dentro de un extenso rango de masas, menores que las del rango hasta ahora más explorado. El nuevo sistema opera por debajo de 1 megaelectronvoltio (MeV).

Usando el nuevo detector, es ahora posible buscar partículas de materia oscura extremadamente ligeras. (Imagen: UZH)

El nuevo sistema se basa en un detector de fotón único de nanocables superconductores mejorado. En las pruebas realizadas con él, los investigadores alcanzaron un umbral de sensibilidad de aproximadamente una décima parte de la masa de un electrón, por encima del cual es muy poco probable que existan partículas de materia oscura.

Baudis y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo detector de materia oscura en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “First Sub-MeV Dark Matter Search with the QROCODILE Experiment Using Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors”. (Fuente: NCYT de Amazings)