Exceso de eventos: mediciones inusuales del experimento Xenon1T que busca materia oscura ilusionan a los científicos

Nicolás de la Barrera

En este instante, una porción de materia oscura puede estar atravesando la atmósfera terrestre, las paredes de una casa, la ropa, la piel y el resto de los órganos de cualquier persona. Se trataría de un bombardeo igual al que pueden producir otra partículas, pero con varias peculiaridades que la hacen muy distinta a todo lo conocido. Invisible al ojo humano y, hasta ahora, imperceptible a los detectores más sensibles, la observación y captura de esta forma de materia, exótica y misteriosa, responsable de mantener unidas a las galaxias y de que el universo sea tal como se lo puede ver hoy, es uno de los mayores desafíos científicos de las últimas décadas.

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La búsqueda de esta materia clave para la comprensión del cosmos se da en un marco de cierta incertidumbre. Sucede que, por sus propiedades, nunca nadie la vio de manera directa o pudo crearla en un laboratorio. Sin embargo, esta semana, el experimento internacional XENON1T, ubicado en las profundidades del Gran Sasso, en Italia, anunció la observación de un "exceso de eventos" en su detector de xenón líquido, el más sensible del mundo para la búsqueda de esta materia oscura.

Ante todo, cautela por el resultado

La cautela reina en la comunidad científica. Por ahora, nadie se apresura a decir que finalmente se encontró lo que se buscaba. Pero las hipótesis en juego no son tantas: "Hay otras cosas que pueden producir lo mismo, por eso hay que tener mucho cuidado. Una, por ejemplo, es que son neutrinos, que producen algo parecido, porque es materia que interactúa muy poco", dice Gastón Giribet, profesor e investigador del Instituto de Física de Buenos Aires (UBA -Conicet). En ese caso, se estaría ante una propiedad hasta ahora desconocida de estas partículas subatómicas.

Otra explicación, la esperada por los responsables del experimento, es que los efectos observados hayan sido provocados por "una partícula conjeturada, jamás antes observada", llamada axión. El detector, dice Giribet, fue diseñado para medir materia oscura asumiendo que esta va a interactuar de la manera en que se piensa que lo hace una axión que, de existir, "interactúa con la luz, pero de forma muy tenue", describe el investigador.

También, advierten los propios físicos del Xenon1T, se baraja otra explicación: que una mínima contaminación por tritio (un isótopo radiactivo del hidrógeno) haya generado los efectos observados -un destello ultravioleta y electrones libres de xenón-. En tanto que Giribet suma una cuarta alternativa: que un desperfecto en el experimento haya alterado las mediciones, como sucedió en 2011 con el experimento Opera, ubicado en el mismo lugar que el Xenon1T. "Habían detectado que los neutrinos iban más rápido que la luz y al final era un cable óptico mal conectado. Este es un experimento muy delicado y serio, pero es algo que ya pasó y es una posibilidad".

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A través de un comunicado de prensa, los autores del experimento, publicado como una pre impresión académica por el momento, aseguraron que, de confirmarse el hallazgo, este tendría un "gran impacto" para el entendimiento de la física fundamental. "Los axiones producidos en el universo primitivo podrían ser la fuente de materia oscura", agregan.

Para Giribet, se trataría de "un descubrimiento enorme". "Soy muy cauto, pero si midieron axiones sería algo alucinante", comenta.

Qué es lo que hace tan peculiar a la materia oscura

"De la materia oscura lo único que sabemos, o que creemos saber, es que es muy probable que exista y que muchas de las propiedades de la materia común no las tiene", dice el astrofísico Xavier Bertou, del Grupo de partículas y campos del Centro Atómico Bariloche, dependiente de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA-Conicet). En esta extraña característica reside uno de sus principales (y provocadores) atractivos.

Pero si es invisible, ¿por qué la comunidad científica tiene confianza acerca de su existencia? Sucede que los científicos pueden inferir la presencia de la materia oscura por los efectos que esta tiene sobre las estrellas y galaxias, hechas de materia visible como la que le da forma a todo lo que nos rodea.

Los científicos pueden observar el efecto gravitacional que provoca en la materia ordinaria, el mismo que generan los planetas y estrellas -objetos con mucha masa- ante la trayectoria de la luz que pasa cerca de ellos. La deformación en el tejido espacio-tiempo, que causa que la luz siga una trayectoria "curvada" ante estos grandes cuerpos -tal como postula la Teoría de la Relatividad General de Einstein- también sucede ante algo que los investigadores saben que está y ocupa un lugar en el espacio, pero que no puede verse.