¿La materia oscura está hecha de axiones?

Aaron Chou y William Wester ponen en marcha su experimento en el Fermilab para buscar axiones. Crédito de la imagen: Femilab

Uno de los misterios de nuestro universo es el de la materia y energía oscura. Científicos de todo el mundo intentan descubrir qué partículas forman la materia y energía oscura. “Los axiones son una de las partículas que se tienen en cuenta para la materia oscura”, dice William Wester a PhysOrg.com. “Esperamos obtener una señal que demuestre su existencia con este experimento”.

Wester, científico en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi (Fermilab) en Batavia, Illinois, trabajó junto con Aaron Chou, ahora en la Universidad de New York, y un grupo de científicos de Fermilab y la Universidad de Michigan en Ann Arbor, para diseñar un experimento que compruebe la existencia de partículas similares al axión en un cierto rango. Sus resultado pueden hallarse en Physical Review Letters: “Search for Axionlike Particles Using a Variable-Baseline Photon-Regeneration Technique (Búsqueda de partículas similares al axión usando una técnica de regeneración de fotones de estándar variable)”,

Los axiones son partículas hipotéticas que tienen una pequeña masa en el rango de los mili-electronvoltios (eV), haciéndolos 500 millones de veces más ligeros que un electrón. Adicionalmente, un axión no debería tener espín.

“Normalmente”, apunta Chou, “sólo podemos detectar este tipo de partículas con telescopios, mirando al espacio. Y entonces sólo es una detección indirecta”. La idea era crear condiciones que les permitieran detectar partículas en el rango de los mili-eV durante un experimento de laboratorio.

“Para partículas que interactúen lo bastante fuerte como para que las detectemos, existen restricciones sobre dónde podrían existir o no”, continúa Chou. “Para la región específica de nuestro experimento, nadie habría pensado mirar allí sin el experimento PVLAS”.

Wester explica que la colaboración PVLAS fue un experimento en el que se detectó una señal que podría ser de un axión. “Queríamos ver si podíamos obtener los mismos resultados”, dice. Los experimentadores de PVLAS finalmente descartaron la señal después de que Wester y Chou comenzaran a trabajar con sus compañeros en este experimento. Sin embargo, hubo algunas innovaciones que animaron al grupo del Fermilab a seguir adelante.

“Hicimos una configuración un poco distinta”, dice Wester. Apunta que los imanes del Tevatron usados en el experimento del Fermilab era más potentes y más adecuados para experimentos en el rango de mili-eV que los usados en experimentos anteriores. Con el campo magnético en su sitio, se apuntó un láser hacia el centro.

Se colocó un “muro” en el centro del campo magnético también. El campo magnético cambiaría posiblemente algunos de los fotones del láser en axiones. El muro detendría los fotones, pero los axiones pasarían al otro lado.

“Hubo cuatro configuraciones distintas”, continúa Wester. “También teníamos el mecanismo de bloqueo situado hacia un lado para cambiar la longitud efectova del campo magnético. We also did it with two different polarizations, vertical and horizontal.”

Wester dijo que, desafortunadamente, el experimento “no encontró evidencias de las nuevas partículas”. Pero, insiste, “Resulta que fuimos incapaces de excluir cualquier posibilidad de una partícula de este tipo de forma más restrictiva. Eso extendió la región a excluir”.

Chou cree que tal vez, con un campo magnético más potente, valdría la pena reexplorar esta región. “El efecto que buscamos se hace más fuerte conforme aumenta el campo magnético”.

Ambos científicos están interesados en las posibilidades futuras. “Existe una propuesta que implica colocar cavidades ópticas controladas con gran precisión antes y después del muro, usando imanes mayores y más potentes”, explica Wester.

Chou también apunta que los datos del experimento Fermilab aún se están examinando. “Existe cierta especulación sobre unas partículas conocidas como camaleones, que obtienen sus propiedades del entorno”. Estas partículas camaleón tendrían muy poca masa en baja densidad de energía, y gran masa en entorno de alta densidad de energía. “Seguiremos con el análisis para ver si podemos encontrar una partícula camaleón”.

En la búsqueda de partículas de materia oscura, Wester es optimista sobre el papel que están desempeñando él y sus colegas. “Hicimos unas medidas serias y excluimos una región”, dice. “Si nuestro siguiente experimento ayuda a aumentar la conciencia y lleva a más esfuerzos experimentales, incluso usando otras técnicas, será un gran beneficio que hayamos hecho esto”.


Autor: Miranda Marquit
Fecha Original: 3 de marzo de 2008
Enlace Original

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Comments (2)

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  2. Manlio E. Wydler

    Verdaderamente, este parece el culebrón de las conjeturas.

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