Durante décadas, la materia oscura ha sido una de las grandes incógnitas del universo. Está ahí —o al menos sus efectos sí—, pero no podemos verla, olerla, tocarla ni medirla directamente; es el fantasma de la cosmología moderna: invisible, escurridiza, pero con una influencia gravitacional tan fuerte que se cree que representa el 85% de toda la materia del universo.
¿Cómo enfrentarse entonces a algo tan evasivo? Con creatividad científica, por supuesto. Y en este caso, con una especie de radio galáctica que podría, en teoría, sintonizar la frecuencia de lo invisible.
Sintonizando lo desconocido, en una radio cósmica
Un grupo internacional de científicos de instituciones como el King's College de Londres, la Universidad de Harvard y la UC Berkeley ha propuesto un nuevo enfoque radical para intentar detectar materia oscura: construir un detector que funcione como una radio, pero no cualquier radio, sino una que escuche al cosmos en frecuencias que aún no hemos explorado completamente.
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Este innovador detector, presentado recientemente en la revista Nature, está basado en una cuasipartícula llamada Axión (AQ). Los axiones son candidatos ideales a formar parte de la materia oscura; no tienen carga eléctrica, apenas interactúan con la materia ordinaria y podrían estar presentes en todo el universo, escapando a nuestra detección… hasta ahora.
¿Qué son los axiones y por qué importan tanto?
En física de partículas, los axiones han sido teorizados desde los años 70 como una solución elegante a ciertos problemas del modelo estándar, pero su verdadero brillo ha surgido con la hipótesis de que podrían ser el componente clave de la materia oscura. Estos pequeños fantasmas del universo se comportarían más como ondas que como partículas, y tendrían una frecuencia característica.
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El problema es que no sabemos en qué parte del espectro electromagnético podrían estar ocultos. Podrían vibrar en frecuencias tan bajas como las que podemos escuchar (kilohercios), o tan altas como los terahercios, donde la tecnología actual apenas empieza a rascar la superficie.
El Axión como cuasipartícula: la apuesta de los próximos 15 años
Aquí es donde entra en juego el detector propuesto por los investigadores. La idea es construir un dispositivo que “sintonice” el universo en busca de la frecuencia correcta del axión, como quien busca una estación perdida en la radio del coche.
Este detector estaría hecho de un material especialmente diseñado: telururo de manganeso y bismuto (MnBi2Te4). No es un nombre sencillo, pero sus propiedades sí que son fascinantes.
Este compuesto, trabajado durante seis años en laboratorio, posee una sensibilidad excepcional al entorno y una respuesta magnética única. Para convertirlo en el corazón del detector, los científicos lo redujeron a unas cuantas capas atómicas, ajustando su estructura cuántica como si afinaran un instrumento musical.
La meta es crear una estructura lo suficientemente grande de este material para, en un plazo de cinco años, tener un detector funcional. Después, vendrían unos diez años de búsqueda constante en el rango de frecuencias altas, donde los modelos predicen que los axiones podrían estar escondidos.