Los fotones oscuros: la partícula que probaría la existencia de la materia oscura
Un grupo internacional de científicos publicó los resultados de un estudio de tres años, cuyo fin era encontrar una de las partículas más enigmáticas del universo: los fotones oscuros. Predichos por los físicos, estas partículas deberían evidenciar la existencia de la materia oscura que influye en nuestro universo pero aún no hemos podido detectar.
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Durante mucho tiempo, los científicos han explicado cómo funciona la naturaleza mediante cuatro fuerzas fundamentales. Esas cuatro fuerzas conocidas constituyen la piedra angular de nuestra existencia:
- la fuerza nuclear fuerte, tiránica pero de muy corto alcance, es la que mantiene unidos los núcleos atómicos;
- la fuerza nuclear débil, silenciosa, imperceptible pero indetenible, controla la desintegración radiactiva y dirige las partículas subatómicas llamadas neutrinos;
- la audaz y brillante fuerza electromagnética, domina la mayor parte de la energía que nos rodea;
- y la sutil fuerza gravitacional, con mucho la más débil del cuarteto, pero insuperable en lo que a tiempo y distancia respecta.
Utilizando estas cuatro fuerzas fundamentales, los físicos pueden pintar un retrato casi exacto del funcionamiento de nuestro universo. En nuestro día a día, no hay interacción que no involucre a una de esas cuatro fuerzas. Sin embargo, cuando nos elevamos a la escala de las galaxias y más allá, ocurre algo sospechoso.
En el funcionamiento del universo a tales dimensiones abundan los misterios que los científicos explican con la llamada materia oscura.
El lado oscuro del universo
La materia oscura es una forma hipotética de materia que se cree que representa el 25% de la materia del universo y alrededor del 80% de su masa total. Y eso supone un gran problema.
Realmente no sabemos qué es pero sabemos que existe y nuestra mayor pista es la gravedad. Al examinar los movimientos de las estructuras más grandes del universo —estrellas, agujeros negros y galaxias— los astrónomos han llegado a la conclusión casi universal de que algo más de lo que se puede ver influye en su movimiento.
Recreación gráfica de la distribución de la materia oscura en el universo. Según cálculos, la materia oscura representa el 25% de la materia del universo y alrededor del 80% de su masa total / CCO / NASA/ESA/RICHARD MASSEY
Más que eso, existe una gran posibilidad de que un sinnúmero de partículas de materia oscura estén fluyendo a través de su cuerpo en este preciso momento. Su masa combinada se puede calcular mediante la fuerza gravitacional que ejerce sobre nosotros, sin embargo, pasa a través de la materia convencional sin siquiera dejar rastro. Para la materia oscura, simplemente no existimos.
De hecho, un mejor nombre para la materia oscura podría ser materia invisible. Y es que ni siquiera interactúa con la luz. En otras palabras, no absorbe la luz, no la refleja, no refracta la luz, no la dispersa y tampoco la emite.
El fotón oscuro hace presencia
Como no sabemos de qué está hecha la materia oscura, somos libres de inventar todo tipo de escenarios. En nuestros días, un equipo internacional de científicos está buscando detrás de cada roca cósmica uno de sus principales componentes: los llamados fotones oscuros, el análogo del fotón común que transmite la luz.
La existencia de este hipotético bosón ha sido predicha por los físicos. No podemos ver los fotones oscuros, pero de existir, serían partículas relativamente masivas que podrían interactuar con un fotón normal, cambiando su energía y trayectoria. Algo parecido a como la materia oscura interactúa con la materia convencional mediante la gravedad.
Esto sería un evento muy raro; de lo contrario, nos habríamos dado cuenta de que algo inexplicable sucedía con el electromagnetismo hace mucho tiempo. La buena noticia es que la humanidad ha construido gigantescas máquinas científicas para detectar esa interacción.
En su artículo para arXiv, los físicos compartieron los resultados después de examinar los datos de tres años de trabajo en el superprotón Synchrotron, el segundo acelerador de partículas más grande del CERN.
Los científicos contaron más de 20.000 millones de electrones, cada uno de los cuales generaron muchos fotones. De existir los fotones oscuros, a veces deberían interactuar y robar energía de uno de los fotones normales, un fenómeno que se mostraría en el experimento como una falta de luz. No obstante, esta búsqueda de fotones oscuros quedó vacía.
