La materia oscura ahora tiene una “cara” y eventualmente podría ayudarnos a encontrar partículas evasivas.

Los físicos utilizaron cálculos generados por computadora para hacer un bosquejo de las partículas de esta forma desconocida de materia.

La evidencia de materia oscura se observó por primera vez en la década de 1930, pero no fue hasta la década de 1980 que los astrónomos comenzaron a buscarla realmente. Y sigo buscando hoy. Leer más: Conoce a Dragonfly 44, la galaxia compuesta en un 99,9% de materia oscura

Se cree que las partículas representan un gran porcentaje de la masa del universo, pero han permanecido “invisibles”. En cambio, los astrónomos han estudiado la fuerza que tienen sobre otras partes del universo que podemos ver, para intentar averiguar más sobre ellas.

Ahora, los físicos han utilizado elaborados cálculos por computadora para hacer al menos un bosquejo de las partículas de esta forma desconocida de materia.

“La materia oscura es una forma invisible de materia que hasta ahora solo ha sido revelada por sus efectos gravitacionales. Lo que queda es un completo misterio”, dijo el coautor Dr. Andreas Ringwald de Deutches Elektronen-Synchotron (Desy).

El adjetivo “oscuro” no significa simplemente que no emite luz visible. “Ni siquiera parece dar otras longitudes de onda; su interacción con los fotones debe ser realmente muy débil”, explicó Ringwald.

Lo que está claro, sin embargo, es que estas partículas deben estar más allá del Modelo Estándar de Física de Partículas, y aunque ese modelo es extremadamente exitoso, actualmente describe solo el 15% de la materia convencional en el cosmos.

¿Qué es la materia oscura?

****: La materia oscura es una forma invisible de materia que, hasta ahora, solo ha sido revelada por sus efectos gravitacionales.

****: La evidencia de la existencia de esta forma de materia proviene, entre otras cosas, de la observación astrofísica de las galaxias, que giran demasiado rápido para mantenerse unidas solo por la atracción gravitacional de la materia visible.

****: Las mediciones de alta precisión realizadas con el satélite europeo Planck muestran que casi el 85 por ciento de la masa total del universo consiste en materia oscura.

****: Todas las estrellas, planetas, nebulosas y otros objetos en el espacio que están hechos de materia convencional representan como máximo el 15% de la masa del universo.

****: La forma desconocida de la materia puede consistir en relativamente pocas partículas pero muy pesadas o en una gran cantidad de partículas ligeras.

La búsqueda directa de partículas oscuras de materia pesada utilizando grandes detectores en laboratorios subterráneos y la búsqueda indirecta de ellas utilizando aceleradores de partículas grandes todavía están en curso, pero hasta ahora no se han encontrado partículas de materia oscura. Sin embargo, las partículas extremadamente ligeras, llamadas axones, pueden observarse más fácilmente e incluso puede ser posible detectar evidencia directa de ellas.

Para realizar cálculos por computadora, Ringwald, junto con el profesor Zoltán Fodor de la Universidad de Wuppertal, la Universidad Eötvös de Budapest y el Forschungszentrum Jülich, extendió el Modelo Estándar de Física de Partículas que lo ayudó a predecir la masa de estos ejes. Utilizaron la supercomputadora JUQUEEN de Jülich.

Los resultados muestran que si los axiomas constituyen la mayor parte de la materia oscura, deberían tener una masa de 50 a 1500 microelectronvoltios, lo que los hace hasta diez mil millones de veces más ligeros que los electrones.

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Esto significaría que cada centímetro cúbico del Universo debería contener, en promedio, diez millones de partículas ultraligeras de este tipo. Sin embargo, la materia oscura no se distribuye uniformemente por todo el Universo, sino que forma grupos y ramas de una red similar a una red. Debido a esto, nuestra región local de la Vía Láctea debería contener alrededor de un billón de axones por centímetro cúbico.

Estos cálculos darán ahora a los físicos un rango concreto en el que la búsqueda de ejes es probablemente la más prometedora.

“Los resultados que presentamos probablemente conducirán a una carrera para descubrir estas partículas”, dijo Fodor. Su descubrimiento no solo resolvería el problema de la materia oscura en el Universo, sino que al mismo tiempo respondería a la pregunta de por qué la interacción fuerte es tan sorprendentemente simétrica.

Los científicos esperan que en los próximos años sea posible confirmar o descartar experimentalmente la existencia de ejes.

La investigación se publica en la revista Nature.

El Instituto de Investigación Nuclear de la Academia de Ciencias de Hungría en Debrecen, el Lattület Lattice Gauge Theory Research Group de la Universidad de Eötvös, la Universidad de Zaragoza en España y el Instituto Max Planck de Física en Munich también participaron en la investigación.

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