Los cúmulos globulares son conjuntos de cientos de miles de estrellas unidas por la gravedad
Ciencia
Un equipo científico baja 1.600 metros para buscar la sustancia invisible más abundante del universo
Los resultados más recientes del experimento de materia oscura más sensible del mundo, LUX-ZEPLIN, han pulido la búsqueda de uno de los principales candidatos teóricos
El universo esconde mucho más de lo que se puede ver a simple vista. Según las hipótesis establecidas, se estima que el 85 % de la masa del universo está formada por materia oscura. Esta sustancia invisible se ha convertido en una de las grandes incógnitas sin resolver para la ciencia a pesar de que constituye la pregunta más importante sobre el funcionamiento de toda nuestra existencia.
En este contexto, una colaboración internacional de 250 científicos e ingenieros de una treinta de instituciones han intentado arrojar un poco de luz sobre esta huidiza materia. En concreto, los resultados más recientes del experimento de materia oscura más sensible del mundo, LUX-ZEPLIN (LZ), han pulido la búsqueda de uno de los principales candidatos teóricos: las partículas masivas de interacción débil (WIMP).
Entre todas su peculiaridades, este detector –gestionado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) del Departamento de Energía– opera a casi 1,6 kilómetros de profundidad en el Centro de Investigación Subterránea de Sanford (SURF), situado en Dakota del Sur (EE.UU.)
El detector principal LUX-ZEPLIN en un laboratorio de superficie antes de su instalación subterránea
En lo que respecta a la búsqueda de materia oscura, los resultados más recientes se basan en 417 días de estudio de datos en vivo, los cuáles se tomaron de marzo de 2023 a abril de 2025. El experimento, que tendrá lugar en 2028, concluirá con una recopilación de datos de más de 1.000 días.
«Con esta nueva ejecución y un análisis más extenso, hemos podido aumentar aún más la increíble sensibilidad del detector LUX-ZEPLIN. Si bien no observamos evidencia directa de eventos de materia oscura en este momento, nuestro detector sigue funcionando bien y seguiremos ampliando su sensibilidad para explorar nuevos modelos de materia oscura», declaró Rick Gaitskell, profesor de la Universidad de Brown y portavoz de LZ.
A pesar de la ausencia de resultados, hay que destacar que de momento la materia oscura no ha conseguido ser detectada directamente. Aun así, se trata de una sustancia clave en la formación de las galaxias y, por consiguiente, del propio universo.
En el caso del LZ, este utiliza diez toneladas de xenón líquido ultrapuro y ultrafrío. En el caso de que las partículas masivas de interacción débil incidieran en un núcleo de xenón, los distintos sensores registrarían algún tipo de señal. Teniendo en cuenta que en las profundidades del subsuelo, el detector está protegido de los rayos cósmicos y construido con materiales de baja radiactividad, con múltiples capas para bloquear otras interacciones de partículas , permitiendo así que las raras interacciones de materia oscura destaquen.
Los tubos fotomultiplicadores del detector LZ están diseñados para capturar destellos tenues de luz ultravioleta que podrían indicar una interacción de materia oscura
«Cuando miro hacia atrás y pienso en lo que hemos logrado, es sumamente gratificante y la demostración perfecta de que el experimento funciona como debería», declaró David Woodward, científico del Laboratorio Berkeley y subdirector de operaciones de LZ.
A la espera de que finalice el proyecto, una de las grandes aspiraciones del equipo es observar registros de materia oscura de baja masa, lo que podría suponer una novedad histórica en lo que a esta sustancia se refiere.
«Nos encontramos en territorio de descubrimiento, y existe una amplia gama de fenómenos físicos a los que LZ ahora puede acceder con mayor sensibilidad», afirmó Alvine Kamaha, profesor adjunto de UCLA y presidente del consejo institucional de LZ.
Este experimento es el comienzo de un nuevo escenario en lo que a la búsqueda de partículas se refiere. Más si tenemos en cuenta que muchos de los investigadores de LZ se encuentran inmersos en el diseño de un futuro detector de materia oscura que utiliza xenón líquido a una escala aún mayor. Este detector, denominado XLZD, combinará las mejores tecnologías de distintos proyectos con el objetivo de dar un paso más hacia la comprensión de todo el universo.
