Bolómetro centelleador: Detector de materia oscura

Que aún no se hayan encontrado pruebas concretas sobre la existencia de la materia oscura no es un impedimento para que los físicos puedan teorizar sobre sus propiedades y comportamiento. Un equipo de investigadores de la Universidad de Zaragoza (UNIZAR) y del Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS, en Francia) ha puesto a punto el “bolómetro centelleador”, un dispositivo con el que esperan detectar finalmente la materia oscura del Universo. El cacharro se ha probado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Huesca).

La materia oscura puede convertirse en la vedette de la física de la próxima década. Así como las antipartículas -partículas idénticas a las ordinarias pero con carga opuesta- fueron predichas por los científicos mucho tiempo antes de que se tuviese evidencia experimental de su existencia, la “materia oscura” ha sido descripta con bastante exactitud a pesar de no haber podido ser detectada. Los físicos calculan que aproximadamente el veinte por ciento del Universo está ocupado por esta forma de materia, y que su presencia afecta de forma mensurable el comportamiento de las galaxias. Si queremos tener un modelo completo del Universo, es necesario que conozcamos exactamente cómo se comporta la materia oscura pero, para ello, necesitamos detectarla.

Con este fin, un equipo de desarrolladores europeos, pertenecientes a la Universidad de Zaragoza (UNIZAR) y del Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS, en Francia) ha puesto a punto un detector al que llaman  bolómetro centelleador (scintillating bolometer). “Incluso si no sabemos lo que es la materia oscura, sabemos cómo debe actuar”, dijo Eduardo Abancens, físico de la Universidad de Zaragoza de España que tuvo una gran participación en el diseño del prototipo del detector de materia oscura.

De acuerdo con los físicos, sólo alrededor del cinco por ciento de lo que contiene el universo puede ser detectado en la actualidad. La existencia de materia oscura se infiere del comportamiento de las galaxias lejanas, que se mueven de una manera que sólo puede explicarse por la existencia de una fuerza gravitacional originada en una masa “oscura”, mucho mayor que ese 5% que vemos. De hecho, los especialistas estiman que la materia oscura representa cuatro veces más materia que la que conforman las estrellas, planetas y nubes de gas que vemos desde la tierra. El 75% restante estaría compuesto por la energía oscura, una fuerza de repulsión que -entre otras cosas- provoca que el universo se expanda a un ritmo cada vez más acelerado.

El corazón del detector del equipo de Abancens es un cristal tan puro que puede conducir la pequeñísima energía generada cuando una partícula de materia oscura golpea el núcleo de uno de sus átomos. Para evitar la interferencia de los rayos cósmicos, el bolómetro está revestido de plomo y debe mantenerse bajo tierra, sepultado debajo de 800 metros de roca. También su temperatura debe ser muy baja. De hecho, funciona casi a cero absoluto, una temperatura en la que todas partículas carecen de movimiento. Solamente en esas condiciones es posible medir los cambios provocados por los impactos. Actualmente, el bolómetro es capaz de distinguir entre las vibraciones producidas por el temblor de los núcleos atómicos y por los electrones que giran a su alrededor. Abancens cree que el detector de materia oscura podría estar operativo en cinco años. Si todo sale bien, los físicos podrán comprobar si sus cálculos concuerdan con la realidad, o si deben comenzar a trabajar en un nuevo modelo.