La búsqueda de materia oscura es uno de los desafíos más emocionantes que enfrenta la física fundamental en el siglo XXI. Los investigadores saben desde hace tiempo que debe existir, ya que muchas observaciones astrofísicas serían imposibles de explicar. Por ejemplo, las estrellas giran mucho más rápido engalaxias de lo que lo harían si solo existiera materia 'normal'.
En total, la materia que podemos ver solo representa, a lo sumo, el 20 por ciento de la materia total en el universo, lo que significa que un notable 80 por ciento es materia oscura ". Hay un elefante en la habitación pero simplemente podemos"No lo veo", dijo el profesor Dmitry Budker, investigador del Grupo de Excelencia PRISMA + de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU y el Helmholtz Institute Mainz HIM, al explicar el problema que él y muchos de sus colegas en todo el mundo están enfrentando.
La materia oscura podría consistir en partículas extremadamente ligeras
Pero hasta ahora nadie sabe de qué está hecha la materia oscura. Los científicos en el campo están considerando e investigando una gama completa de partículas posibles que podrían calificarse teóricamente como candidatos. Entre estas están las partículas bosónicas extremadamente livianas, actualmente consideradas como una delas perspectivas más prometedoras ". Estos también se pueden considerar como un campo clásico que oscila a una frecuencia específica. Pero aún no podemos establecer una cifra sobre esto, y por lo tanto la masa de las partículas", explicó Budker.es que este campo de materia oscura está acoplado a la materia visible y tiene una influencia extremadamente sutil en ciertas propiedades atómicas que normalmente serían constantes ".
Budker y su equipo en Mainz ahora han desarrollado un nuevo método que describen en la edición actual de la revista especializada líder Cartas de revisión física . Emplea espectroscopía atómica e implica el uso de vapor de átomo de cesio. Solo al exponerse a la luz láser de una longitud de onda muy específica, estos átomos se excitan. La conjetura es que los cambios mínimos en la longitud de onda observada correspondiente indicarían el acoplamiento del cesiovapor a un campo de partículas de materia oscura.
"En principio, nuestro trabajo se basa en un modelo teórico particular, cuyas hipótesis estamos probando experimentalmente", agregó el autor principal del artículo, el Dr. Dionysis Antypas. "En este caso, el concepto subyacente a nuestro trabajo es la relajaciónmodelo desarrollado por nuestros colegas y coautores en el Instituto Weizmann en Israel ". Según la teoría de la relajación, debe haber una región en la vecindad de grandes masas como la Tierra en la que la densidad de la materia oscura sea mayor, lo que hace queefectos de acoplamiento más fáciles de observar y detectar.
Rango de frecuencia previamente inaccesible buscado
Con su nueva técnica, los científicos ahora han accedido a un rango de frecuencia hasta ahora inexplorado en el cual, como se postula en la teoría de la relajación, los efectos de ciertas formas de materia oscura en las propiedades atómicas del cesio deberían ser relativamente fáciles de detectar. Los resultados tambiénPermitir a los investigadores formular nuevas restricciones sobre la naturaleza de la materia oscura. Dmitry Budker compara esta búsqueda meticulosa con la búsqueda de un tigre en el desierto ". En el rango de frecuencia que hemos explorado en nuestro trabajo actual, todavía no hemos identificado la materia oscura. Pero al menos, ahora que hemos buscado en este rango, sabemos que no tenemos que volver a hacerlo ". Los investigadores aún no saben dónde está la materia oscura: el tigreen su metáfora, está al acecho, pero ahora saben dónde no está ". Seguimos apuntando más de cerca a la parte del desierto donde es más probable que esté el tigre. Y, en algún momento, atraparemosél ", sostuvo Budker con confianza.
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Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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