La Tierra puede estar impactando con "muros" de materia oscura

La Tierra está irrumpiendo constantemente a través de paredes enormes de materia oscura, y ya tenemos las herramientas para detectarlos. Esa es la conclusión de los físicos que dicen que el universo puede estar lleno de un mosaico de campos de fuerza creado poco después del Big Bang

Las observaciones de cómo la masa se agrupa en el espacio sugieren que alrededor del 86 por ciento de toda la materia es la invisible materia oscura, que interactúa con la materia ordinaria principalmente a través de la gravedad. La teoría más popular es que la materia oscura está hecha de partículas masivas de interacción débil o WIMPs (weakly interacting massive particles).

Las WIMPs también deben interactuar con la materia ordinaria a través de la fuerza nuclear débil, y su presencia debería tener efectos leves pero mensurables . Sin embargo, los años de búsqueda de WIMPs nos tienen aún con las manos vacías.

«Hasta ahora no se encuentra nada, y siento que es el momento de ampliar el alcance de nuestra investigación», dice Maxim Pospelov de la Universidad de Victoria en Canadá. «Lo que proponemos es buscar algunas otras señales».

Cosmos en burbujas

Pospelov y sus colegas han estado estudiando la teoría de que al menos parte de la materia oscura del universo está ligada en estructuras llamadas paredes de dominio, similares a los límites entre burbujas apretadas entre sí. La idea es que el caliente universo primitivo estaba lleno de un campo de fuerza exótica que varió al azar. Mientras el universo se expandía y se enfriaba, el campo quedó inmóvil, dejando un mosaico de dominios, cada uno con su propio valor distinto de campo.

Tener diferentes campos ubicados uno junto al otro requiere energía que se almacena dentro de las paredes de dominio. La masa y la energía son intercambiables, por lo que una red de paredes de dominio a gran escala de puede verse como concentraciones de masa … es decir, como la materia oscura, dice Pospelov.

Si la cuadrícula de paredes de dominio está suficientemente prensada —por ejemplo, si la extensión de los dominios es varios cientos de veces la distancia entre la Tierra y el Sol— la Tierra debe pasar a través de una pared de dominio una vez cada pocos años. «Como humano, no se siente nada», dice Pospelov. «Pasarás a través de la pared sin darte cuenta.» Pero los magnetómetros —dispositivos que, como su nombre lo indica, miden los campos magnéticos— podrían detectar las paredes, dicen Pospelov y sus colegas en un estudio reciente. Aunque el campo dentro de un dominio no afectaría a un magnetómetro, el dispositivo podría sentir el cambio que se produce cuando la Tierra pasa a través de una pared de dominio.

No se han detectado aún paredes de materia oscura, porque cualquier persona que utilice un magnetómetro solo encontraría lecturas inundadas por el ruido, dice Pospelov. «Nunca sería capaz de decir si es porque la Tierra pasó a través de un campo magnético extraño, o si un estudiante graduado dejó su iPhone o algo así», dijo.

Se necesita una red

Para hallar las paredes se requiere una red de por lo menos cinco detectores repartidos por todo el mundo, sugiere Pospelov. Colegas en Polonia y California ya han construido cada uno un magnetómetro y han demostrado que son lo suficientemente sensibles como para que el plan funcione.

Las paredes de dominio no explicarían toda la materia oscura en el universo, pero podrían servir para explicar por qué la búsqueda de partículas de la materia ha sido un reto, dice Pospelov.

Si se encuentran las paredes de dominio, la noticia puede ser un alivio para los físicos que siguen esperando que aparezcan las WIMPs. A principios de este mes, por ejemplo, un equipo de trabajo con un detector en Rusia, que ha estado funcionando durante más de 24 años, anunció que todavía no han visto ningún signo de estos candidatos a materia oscura.

Douglas Finkbeiner, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, quien no participó en el estudio de Pospelov, no está todavía convencido de que existan las paredes de materia oscura. Pero él se alegra de que los físicos estén manteniendo la mente abierta acerca de las alternativas a las WIMPs.

«Hemos buscado materia oscura WIMP en muchos sentidos», dice. «En algún momento usted tiene que preguntarse, ¿estamos en el camino totalmente equivocado?»

Referencia de publicación: Physical Review Letters , DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.021803

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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