Se están poniendo en duda los anteriores anuncios de detecciones de materia oscura ahora que un nuevo e importante experimento no ha podido encontrar ninguna de las esquivas partículas
Durante años, los científicos que llevan adelante el experimento DAMA, debajo de una montaña en Italia, han reportado una variación estacional en la cantidad de destellos de luz que se observan en su objetivo de yoduro de sodio. Ellos aseguran que esta variabilidad se debe a cambios en la velocidad de las partículas de materia oscura que pasan a través del laboratorio como consecuencia del movimiento orbital de la Tierra alrededor del Sol.
En diciembre de 2009, los científicos también informaron de dos posibles impactos de materia oscura en un experimento llamado Búsqueda Criogénica de Materia Oscura II (CDMS-II) .
La instalación del CDMS-II, ubicada en una mina de Minnesotta, es un experimento diseñado para detectar partículas de materia oscura observando la energía que se libera cuando una partícula choca con un núcleo de germanio o de silicio. Aunque las dos detecciones candidadtas fueron inesperadas, los investigadores dijeron que no podían descartar la posibilidad de que fuesen causadas por una interferencia de las partículas cargadas a las que se les llama rayos cósmicos, o por la desintegración de trazas de elementos radiactivos en los materiales que se utilizan en el experimento.
Ahora, un tercer experimento, denominado Xenon 100, que según sus creadores es aún más sensible que los otros dos, no ha revelado el impacto de partículas de materia oscura, lo que pone en duda los resultados anteriores. “Las partículas de materia oscura continúan escapando a nuestros instrumentos”, dijo la portavoz de Xenon 100 Elena Aprile, de la Universidad de Columbia.
Sensible detector
Al igual que DAMA, Xenon 100 se encuentra bajo tierra, en el Laboratorio Nacional Gran Sasso de Italia. Pero en lugar de yoduro de sodio, utiliza xenón líquido como objetivo para las partículas de materia oscura.
El xenón es uno de los elementos más pesados de la tabla periódica (número atómico 54). Teniendo tres veces la densidad del agua, el xenón líquido posee muchos átomos por litro, lo que maximiza las posibilidades de que una partícula de materia oscura choque con ellos. Si se produce una colisión de este tipo, se generaría un destello de luz, que las cámaras del experimento habrían observado.
El experimento Xenon 100 recopiló datos durante 11 días en octubre y noviembre de 2009. En un nuevo análisis de los datos envíados al Physical Review Letters, el equipo informa que sólo se detectaron sucesos de radiación de fondo sin interés, pero no signos de materia oscura.
La potencia del detector Xenon 100 implica que debería observar los sucesos ocasionados por la materia oscura a un ritmo mucho mayor que DAMA o CDMS-II, lo que compensa el menor tiempo de funcionamiento, dijo el miembro del equipo de Xenon 100 Rafael Lang, de la Universidad de Columbia en Nueva York.
Manzanas y naranjas
Si la señal de DAMA se debiera a la materia oscura, Xenon 100 debería haber visto docenas de sucesos, a menos que las propiedades de la materia oscura sean muy diferentes de lo esperado, dijo Lang. “Si DAMA de verdad observa materia oscura, ha de ser algo muy, muy exótico, algo muy diferente de lo que esperábamos, lo que lo hace bastante improbable”, dijo Lang.
“Los resultados de DAMA son difíciles de conciliar con otras búsquedas de materia oscura, incluyendo ésta”, dijo Jeter Hall, un miembro del CDMS-II en el Fermilab en Batavia, Illionis. Pero agraga: “la tecnología de detección y las estrategias de búsqueda son muy diferentes”.
Rita Bernabei, vocero de DAMA en la Universidad Tor Vergata de Roma, está de acuerdo y dice que los nuevos datos no influyen en los resultados de DAMA.. “No se puede hacer una comparación independiente del modelo entre experimentos que usan diferentes materiales de blancoy enfoques que tienen diferentes sensibilidades a los diferentes candidatos de materia oscura”, le explicó a New Scientist.
¿Materia oscura pesada?
Si lo que detectó el CDMS-II es materia oscura, los resultados de Xenon 100 sugerirían que las partículas de materia oscura deberían pesar al menos 80 veces la masa de un protón. Esto es porque el CDMS-II es más sensible a partículas pesadas que el Xenon 100, que hubiese detectado las partículas que pesaran menos que 80 protones, dijo Lang.
Xenon 100 empezó a recolectar más datos en enero. Ahora ha multiplicado por un factor de 10 la cantidad de datos del 2009, pero el equipo aún no ha comenzado a analizarlos, explicó Lang.
“Creo que los resultados de Xenon 100 son asombrosos”, le dijo Hall a New Scientist. “Estoy emocionado al ver hasta qué punto avanzará este experimento cuando se publiquen los nuevos datos, a fines de este año”.
Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti
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