Físicos de la Universidad de Estocolmo y el Instituto de Física Max Planck se han fijado en los plasmas para una propuesta que podría revolucionar la búsqueda de la esquiva materia oscura.
La materia negra es una misteriosa sustancia que conforma el 85% de la materia del universo. Originalmente se introdujo para explicar porqué la Fuerza Fuerte (que mantiene unidos a neutrones y protones) es la misma hacia adelante y hacia atrás en el tiempo, y el llamado axión podría dar una explicación natural de la materia oscura. En lugar de partículas discretas, la materia oscura de axiones formaría una penetrante onda que fluiría por el espacio.
Detector de materia oscura. Crédito: Universidad de Estocolmo
El axión es una de las mejores explicaciones para la materia oscura pero sólo hace poco que se han realizado grandes esfuerzos experimentales. Debido a este renacimiento ahora hay prisas para ofrecer nuevas ideas en todas las áreas donde el axión podría estar escondiéndose.
"Encontrar un axión es como sintonizar una radio: Tienes que ajustar la antena hasta que logres la frecuencia correcta. En lugar de música, los experimentadores podrían "escuchar" la materia oscura que atraviesa la Tierra. A pesar de estar bien definidos, los axiones han sido ignorados por los experimentos durante tres década desde que los nombró Frank Wilczek",dice el Dr.Alexander Millar, Postdoctoral del Departamento de Física de la Universidad de Estocolmo y autor del estudio.
La clave del equipo de investigación del nuevo estudio es dentro de un campo magnético los axiones deberían generar pequeñas cargas eléctricas que podrían usarse para dirigir oscilaciones en el plasma. El plasma es un material en el que partículas cargadas, como los electrones, pueden moverse libremente como fluido. Estas oscilaciones amplifican la señal, lo que lleva a una mejor "radio de axiones". A diferencia de los experimentos tradicionales basados en cavidades resonantes, no hay prácticamente límite en el tamaño de los plasmas, lo que da una mejor señal. La diferencia es como entre un walkie-talkie y una torre de emisión de radio.
"Sin el plasma frío, los axione no pueden convertirse eficientemente en luz. El plasma juega un doble papel, creando el entorno que permite la conversión eficiente, y ofreciendo la resonancia plásmica que recoge la energía de la materia oscura convertida", dice el Dr. Matthew Lawson, postdoctoral del Departamento de Física de la Universidad de Estocolmo y también autor del estudio.
"Esta es una manera totalmente nueva de buscar materia oscura, y nos ayudará en la búsqueda de uno de los candidatos más fuertes a la materia oscura en áreas que están completamente inexploradas. Construir un plasma sintonizable nos permitiría hacer mayores experimentos que con técnicas tradicionales, dando señales más fuertes a mayores frecuencias", dice el Dr. Alexander Millar.
