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El detector de materia oscura más sensible del mundo ofrece a los investigadores resultados iniciales


La materia oscura se compone aproximadamente 85 por ciento de nuestro universo y, sin embargo, nadie puede "verlo". Es responsable de desviar la luz, afectar la gravedad de los cuerpos cercanos y ajustar la forma de una galaxia. La mayoría de los físicos están de acuerdo en que es cinco veces más abundante que la materia ordinaria. Comprender la materia oscura requiere que los científicos desarrollen tecnologías nunca antes utilizadas. La Universidad de Zurich creó el detector de materia oscura más sensible del mundo para encontrar algunas respuestas. El XENON1T utiliza una cuba gigante (3,2 toneladas) de xenón líquido para posiblemente documentar la materia oscura por primera vez. La enorme tina está enterrada en una montaña en Gran Sasso, Italia.

El primer conjunto de resultados está disponible, todavía no hay pruebas de materia oscura. Para el equipo de XENON Collaboration, la mejor noticia es que la máquina realmente funciona.

"Creo que lo más emocionante es el hecho de que el detector funciona como esperamos", dijo Laura Baudis, profesora del Instituto Physik de la Universidad de Zúrich, en una entrevista.

[Fuente de la imagen: Enrico Sacchetti /Universidad de Chicago ]

La colaboración XENON se basa en el conocimiento de 135 investigadores de todo el mundo. Estos expertos provienen de países como Estados Unidos, Emiratos Árabes Unidos, Portugal, Francia, Alemania. Esperaban que las propiedades químicas del xenón reaccionaran con las partículas de materia oscura.

"El cuidado que pusimos en cada detalle del nuevo detector finalmente está dando sus frutos", dijo Luca Grandi, profesor asistente de física en la Universidad de Chicago y miembro de XENON Collaboration. "Tenemos un excelente potencial de descubrimiento en los próximos años debido a la enorme dimensión de XENON1T y su fondo increíblemente bajo. Estos primeros resultados ya nos permiten explorar regiones nunca antes exploradas".

[Fuente de imagen: Roberto Corrieri y Patrick De Perio / Universidad de Chicago]

Los físicos creen que las partículas de materia oscura solo interactuarían con los núcleos de los átomos de materia regular. Incluso entonces, se espera que esas reacciones sean muy débiles. El equipo de XENON predice que las partículas de materia oscura golpearán los núcleos del xenón y desprenderán un electrón. Luego medirán el tiempo entre la señal del fotón y una señal secundaria del electrón que "abandona" el experimento. Eso resultaría en un pequeño destello de luz, que luego los científicos registraron.

El xenón, el número atómico 54 incoloro, inodoro y denso, parece el material perfecto para el detector. Produce el contenido radiactivo más bajo posible, lo que hace que esos pings de interferencia de partículas sean un poco más fáciles de identificar.

“Cada vez que hacemos funcionar nuestro detector por más tiempo o lo hacemos más grande, estamos explorando más del espacio de parámetros”, dijo Christopher Tunnell, miembro del Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago. "Puedes decir que la materia oscura no es esto o no es esto".

Elena Aprile se desempeña como portavoz del proyecto además de ser profesora en la Universidad de Columbia. Ella dijo que los resultados están lejos de ser decepcionantes, especialmente dado que no esperaban que XENON1T devolviera información tan pronto.

"La mejor noticia es que el experimento continúa acumulando datos excelentes, lo que nos permitirá probar muy pronto la hipótesis de WIMP (partículas masivas de interacción débil) en una región de masa y sección transversal con átomos normales como nunca antes", dijo. Phys.org. "Una nueva fase en la carrera para detectar materia oscura con detectores masivos de fondo ultrabajo en la Tierra acaba de comenzar con XENON1T. Estamos orgullosos de estar a la vanguardia de la carrera con este increíble detector, el primero de su tipo".

Tunnell también señaló en una entrevista con la Universidad de Chicago que ver a XENON "liderando la carga" lo inspira.

"Ha sido un esfuerzo grande y concentrado, y ver a XENON1T de nuevo en la primera línea me hace olvidar los días interminables que pasé junto a mis colegas para ver gráficos y distribuciones", dijo Tunnell. "No hay mejor emoción que liderar el camino en nuestro conocimiento de la materia oscura para los próximos años".

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