¿Qué mejor lugar para buscar materia oscura que en un pozo de mina? Un equipo de investigación de la Universidad de Florida ha pasado nueve años monitoreando cualquier signo de las cosas evasivas usando detectores de germanio y silicio enfriados a una fracción de grado por encima del cero absoluto. ¿Y el resultado? Un par de maybes y una determinación valiente para seguir buscando.
El caso de la materia oscura se puede apreciar considerando el sistema solar donde, para permanecer en órbita alrededor del Sol, Mercurio tiene que moverse a 48 kilómetros por segundo, mientras que Neptuno distante puede moverse a 5 kilómetros por segundo. Sorprendentemente, este principio no se aplica en la Vía Láctea o en otras galaxias que hemos observado. Hablando en términos generales, puedes encontrar cosas en las partes externas de una galaxia espiral que se mueve tan rápido como cosas que están cerca del centro galáctico. Esto es desconcertante, particularmente porque no parece haber suficiente gravedad en el sistema para retener las cosas que orbitan rápidamente en las partes externas, lo que debería volar al espacio.
Entonces, necesitamos más gravedad para explicar cómo las galaxias rotan y permanecen juntas, lo que significa que necesitamos más masa de la que podemos observar, y es por eso que invocamos materia oscura. Invocar la materia oscura también ayuda a explicar por qué los cúmulos de galaxias permanecen juntos y explica los efectos de lentes gravitacionales a gran escala, como se puede ver en el Cúmulo de balas (en la foto de arriba).
El modelado por computadora sugiere que las galaxias pueden tener halos de materia oscura, pero también tienen materia oscura distribuida en toda su estructura, y en conjunto, toda esta materia oscura representa hasta el 90% de la masa total de una galaxia.
El pensamiento actual es que un pequeño componente de la materia oscura es bariónico, lo que significa que está compuesto de protones y neutrones, en forma de gas frío, así como objetos densos y no radiantes, como agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas marrones y planetas huérfanos. (Tradicionalmente conocido como Massive Astrophysical Compact Halo Objects - o MACHOs).
Pero no parece que haya casi suficiente materia bariónica oscura para explicar los efectos circunstanciales de la materia oscura. De ahí la conclusión de que la mayoría de la materia oscura debe ser no bariónica, en forma de partículas masivas que interactúan débilmente (o WIMP).
Por inferencia, los WIMPS son transparentes y no reflectantes en todas las longitudes de onda y probablemente no carguen. Los neutrinos, que se producen en abundancia a partir de las reacciones de fusión de las estrellas, encajarían perfectamente en la factura, excepto que no tienen suficiente masa. El candidato WIMP más preferido actualmente es un neutralino, una partícula hipotética predicha por la teoría de la supersimetría.
El segundo Experimento de Búsqueda de Materia Oscura Criogénica (o CDMS II) se lleva a cabo bajo tierra en la mina de hierro Soudan en Minnesota, ubicada allí, por lo que solo debe interceptar partículas que puedan penetrar en esa profundidad. Los detectores de cristal sólido CDMS II buscan eventos de ionización y fonones que pueden usarse para distinguir entre interacciones electrónicas e interacciones nucleares. Se supone que una partícula WIMP de materia oscura ignorará los electrones, pero potencialmente interactuará (es decir, rebotará) con un núcleo.
El equipo de la Universidad de Florida ha informado de dos posibles eventos, quienes reconocen que sus hallazgos no pueden considerarse estadísticamente significativos, pero al menos pueden dar cierto alcance y dirección para futuras investigaciones.
Al indicar cuán difíciles de detectar directamente (es decir, cuán '' oscuros '') son realmente los WIMP, los hallazgos del CDMS II indican que la sensibilidad de los detectores necesita aumentar un poco.
