Una hip¨®tesis poco convencional para tratar de capturar la materia oscura

¡°Esto es un poco como cuando pierdes las llaves en casa, las buscas por todos los sitios razonables y si no la encuentras, acabas busc¨¢ndola en el frigor¨ªfico, aunque te parezca extra?o¡±, explica Juli¨¢n Mu?oz. El investigador de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts (EE UU) es uno de los autores de un trabajo reciente que trata de entender la naturaleza de la materia oscura, uno de los grandes misterios para la f¨ªsica del ¨²ltimo siglo. La observaci¨®n de movimiento de las galaxias ha confirmado una y otra vez que no se mueven como deber¨ªan si solo tuviesen la masa que vemos con nuestros telescopios. Para que su rotaci¨®n sea coherente con nuestras teor¨ªas gravitatorias, deben contener otra sustancia mucho m¨¢s abundante que la materia visible, pero por el momento, pese a los millones de euros invertidos en la b¨²squeda, no ha sido posible detectar las part¨ªculas que la componen.

La propuesta poco convencional de b¨²squeda de Mu?oz y su colega Abraham Loeb, tambi¨¦n de Harvard, tiene su origen en una extra?a observaci¨®n conocida este mismo a?o. Un grupo de investigadores liderado por Judd Bowmnan, de la Universidad Estatal de Arizona (EE UU), hab¨ªa instalado una antena de radio bautizada como EDGES en una regi¨®n remota de Australia para buscar la radiaci¨®n producida durante la ignici¨®n de las primeras estrellas del universo. Las teor¨ªas cosmol¨®gicas indican que en aquel momento de iluminaci¨®n, el hidr¨®geno comenz¨® a absorber la radiaci¨®n circundante en una longitud de onda de 21 cent¨ªmetros, el equivalente a una frecuencia de 1.420 megahercios. Aquella radiaci¨®n deber¨ªa llegar a la Tierra en forma de ondas de radio de 100 megahercios, pero all¨ª no hab¨ªa nada. Finalmente, cambiaron su modelo, que asum¨ªa un hidr¨®geno primigenio m¨¢s caliente de lo que calculan las teor¨ªas m¨¢s aceptadas. As¨ª, alrededor de los 78 megahercios, encontraron la radiaci¨®n que se?alaba el nacimiento de la estrella m¨¢s antigua que se conoce.

Despu¨¦s de a?os de b¨²squeda y millones de euros de inversi¨®n, a¨²n no se ha capturado la part¨ªcula que compone la materia oscura

La hip¨®tesis del equipo de Bowman para explicar su hallazgo, que ya ha sido cuestionada por varios cient¨ªficos, tambi¨¦n recibi¨® una explicaci¨®n en otro art¨ªculo publicado en Nature, la misma revista donde apareci¨® la detecci¨®n. Rennan Barkana, de la Universidad de Tel Aviv, planteaba que la interacci¨®n entre la materia oscura, mucho m¨¢s fr¨ªa que la convencional, hubiese enfriado aquel hidr¨®geno. En opini¨®n de Mu?oz, el modelo de Barkana ¡°no puede existir en f¨ªsica de part¨ªculas¡±. Como alternativa, en un art¨ªculo publicado en Nature, plantea que esa menor temperatura se podr¨ªa explicar si una parte de la materia oscura estuviese formada por part¨ªculas cargadas, con una carga diminuta. Esa carga ser¨ªa tan peque?a, que no podr¨ªa ser detectada por un acelerador de part¨ªculas, pero ¡°el amanecer c¨®smico es un buen detector de part¨ªculas¡±.

Alberto Casas, investigador del Instituto de F¨ªsica Te¨®rica de Madrid (CSIC/UAM), considera que el planteamiento de Mu?oz y Loeb es muy especulativo, pero tambi¨¦n interesante, en parte porque se podr¨¢n poner a prueba de forma experimental. ¡°Aunque no se pueda comprobar en aceleradores, al estar cargadas, estas part¨ªculas podr¨ªan dejar una huella en el fondo c¨®smico de microondas¡±, se?ala. No obstante, discrepa de Mu?oz sobre la posibilidad de descartar las WIMP (Part¨ªculas Masivas de Interacci¨®n D¨¦bil) como candidatas a ser las part¨ªculas que forman la materia oscura. El investigador de Harvard cree que ¡°est¨¢n casi muerto¡±. Casas por su parte, reconoce que se han buscado ya en un rango energ¨¦tico amplio, ¡°pero a¨²n queda mucho espacio por barrer¡±.

Los experimentos en el futuro podr¨¢n determinar si existe una se?al en el amanecer del universo que apunte a unas part¨ªculas de materia oscura con carga. Sin embargo, tambi¨¦n existe la posibilidad de que la observaci¨®n que dio lugar a este debate tenga su origen en un instrumento mal calibrado, algo que ha explicado hallazgos sensacionales y ef¨ªmeros como el que encontr¨® part¨ªculas que se desplazaban m¨¢s r¨¢pido que la velocidad de la luz. Sven Heinemeyer, investigador del IFCA y el IFT, parece inclinarse por esa posibilidad y sobre la materia oscura cargada considera que ¡°incluso si la observaci¨®n es real y no solo una fluctuaci¨®n en la medida, hay otras explicaciones m¨¢s probables¡±. Como siempre, observaciones en el futuro, como las que planea realizar el radiotelescopio sudafricano HERA, decidir¨¢n qu¨¦ hip¨®tesis merecen la pena ser perseguidas.