Durante muchos años los científicos han estado atrás de las piezas más esquivas del rompecabezas cósmico: una forma invisible de materia que compone gran parte del universo, pero que nunca fue observada de manera directa. Ahora, un equipo de astrofísicos afirma haber desarrollado una tecnología tan revolucionaria que muchos ya la comparan con el “Santo Grial” de la astronomía. ¿Estamos a punto de ver lo que siempre estuvo oculto a simple vista?
En este contexto, sabemos que más del 80% de la masa del Universo está oculta. No obstante, se sabe bastante poco sobre la estructura y la composición de las partículas que conforman dicha materia, lo que hace a los científicos repreguntarse algunas preguntas claves. Para poder analizar esta materia oscura, los expertos intentan capturar partículas de luz, la cual se produce con mezclándose con la materia visible que se conoce.
Los estudios que se conocen hasta el momento se centran en moléculas de materia oscura con masas que se mezclan con las moléculas elementales conocidas. De todos modos, si las partículas son más rápidas que un electrón, no será posible comprobar si son detectables o no. Asimismo, hasta el momento no existe experimento que haya descubierto la materia oscura de forma directa.
El hallazgo que podría cambiarlo todo
Un grupo internacional de científicos del Departamento de Física de la UZH, logró investigar la presencia de partículas de materia oscura en un rango de masas de gran energía (en la escala de la energía subatómica), utilizando un detector de luz único de una estructura de alambre mejorada. Los especialista llegaron a un umbral de sensibilidad de alrededor de una décima parte de la masa de un electrón, por lo que es improbable que existan moléculas de materia oscura.
En este contexto, en 2022, este grupo de científicos probó el primer dispositivo altamente sensible a los rayos de luz de baja energía. Es así que cuando un fotón cae en un nanoalambre, aumenta su temperatura rápidamente y hace que pierda de forma instantánea su superconductividad. Asimismo, este alambre se vuelve un conductor normal y el aumento de la electricidad puede medirse.
Superconductores de partículas de luz
Asimismo, en su última prueba, publicada en la revista científica Physical Review Letters, el equipo de astrofísicos mejoraron su dispositivo detector de fotones de materia oscura, le pusieron microalambres en lugar de nanoalambres para maximizar su nivel de detección. Además, le otorgaron una geometría muy delgada y plana que lo hace altamente sensible a los cambios de dirección.
La hipótesis de este hallazgo es que el planeta Tierra atraviesa de una ola de moléculas de materia oscura, y es por esta razón que las partículas cambian a lo largo de todo el año en función de la velocidad relativa. No obstante, un aparato capaz de descubrir cambios de dirección, puede ayudar a filtrar ciertos eventos que no sean totalmente de materia oscura.
La clave del descubrimiento
El punto clave de este hallazgo es el dispositivo SNSPD mejorado, ya que cuando un fotón, es decir, una partícula de luz golpea en el alambre superconductor, lo calienta y lo obliga a perder instantáneamente esa condición. Asimismo, el cambio de electricidad se vuelve una señal medible, por lo que la versión actual del artefacto cambia los nanoalambres por microalambres, lo que amplía la superficie de captura y aumenta la sensibilidad.
Los resultados de este nuevo estudio demuestran que es factible poder estudiar zonas del espectro de masas que tiempo atrás parecían inaccesibles e imposibles de conocer. Este grupo de científicos internacionales tiene pensado instalar un dispositivo bajo tierra y seguir mejorando esta tecnología para poder alcanzar partículas mucho más rápidas. Ahora bien, si nuestro planeta de mueve mediante una ola de materia oscura, este dispositivo podría ser el primer artefacto en atraparlo.