Si la materia oscura esta conformada por particulas desconocidas como el neutralino, el gravitino y el sneutrino, el lhc del cern las descubrira.
La oficina de prensa del Gran Colisionador de Hadrones LHC del CERN en Ginebra Suiza ha publicado un artículo en el que se afirma que si la materia oscura está conformada por particulas hoy desconocidas como las propuestas por los físicos como el neutralino, la gravitino y el sneutrino, el LHC tiene una gran oportunidad de encontrarlos. Dichas particulas deben tener un rango de energia en el orden de los 100 GeV y 1 TeV (para referencia, la masa del protón es de aproximadamente 1 GeV).
En la publicación se señala que “Alrededor del 96% del Universo está conformado por la materia y la energía desconocida. El resto –sólo el 4%– es «materia ordinaria» de lo que están hechos y se forman todos los planetas, las estrellas y las galaxias que observamos. Los experimentos del LHC tienen el potencial para descubrir nuevas partículas que podrían conformar una gran parte del Universo”.
En los últimos años, los científicos han recogido pruebas distintas de la existencia de un nuevo tipo de materia en el Universo. Lo llaman “
oscuro” porque no emite ni absorbe radiación electromagnética.
“Una de las pruebas principales de su existencia proviene de la medición de la velocidad de rotación de los cuerpos astronómicos en las galaxias espirales”, explica Gian Giudice, un miembro de la Teoría del grupo en el CERN y el autor de “Una odisea Zeptospace”, un libro reciente sobre el LHC y la física dirigido al público en general.
De acuerdo con las leyes newtonianas del movimiento, este valor varía en función de la distancia desde el centro de la galaxia: objetos más distantes deben girar a una velocidad más baja que los situados más cerca del centro. Sin embargo, allá por la década de 1970, los astrónomos encontraron que las estrellas exterior se mueven a una velocidad de rotación más alta de lo esperado.
“Con tal velocidad, la fuerza gravitacional atractiva ejercida por la masa observable no sería suficiente para mantener a esas estrellas en la galaxia y las estrellas simplemente escaparían”, continua Gian Giudice. Por lo tanto, debe existir algo que mantiene a la galaxia, al ejercer la atracción gravitatoria.
“Las segundas fuertes de evidencia que sugieren la existencia de materia oscura proviene del efecto de la lente gravitatoria, en la que los cúmulos galácticos curvan la luz proveniente de objetos más distantes. La forma en que la luz es desviada muestra que la masa total contenida en las agrupaciones debe ser mucho mayor que lo que observamos”, explica Giudice.
Por otra parte, los estudios sobre la forma en que los átomos iniciales y las moléculas forman el espectáculo del universo que es la materia ordinaria no representan más del 4% del Universo.
Este hecho permite a los científicos excluir la posibilidad de que la materia invisible esté hecha de objetos masivos como planetas del tamaño de Júpiter. Por otra parte, la teoría y las observaciones no excluyen que la materia oscura esté hecha de agujerod negrod en el que grandes cantidades de materia podrían quedar atrapados. Sin embargo, esta última posibilidad parece muy remota, y los científicos tienden a pensar que la materia oscura está hecha de un nuevo tipo de partícula.
¿Cómo podría el LHC ayudará a iluminar a los físicos?
“La todavía materia oscura no descubiertas tiene que cumplir con algunos requisitos impuestos por las observaciones y teoría”, dice Gian Giudice.
Tiene que ser estable, tiene que llevar sin costo alguno, y tiene que ser relativamente pesada.
A través de estudios sobre la evolución del Universo , los científicos han sido capaces de deducir la masa de los componentes de la materia oscura, situándola entre 100 GeV y 1 TeV (para referencia, la masa del protón es de aproximadamente 1 GeV). Curiosamente, este es exactamente el mismo ámbito de masa en la que las teorías más allá del Modelo Estándar anticipan la existencia de nuevas partículas.
“El LHC explorará exactamente ese rango de energías. Por lo tanto, si existen nuevas partículas, el LHC tiene una gran oportunidad de encontrarlos”, confirma Gian Giudice.
“El modelo teórico de supersimétricas sugiere tres posibles candidatos para la materia oscura: el neutralino, la gravitino y el sneutrino. Sin embargo, es importante señalar que la supersimetría no es el único escenario posible”.
Además de la plétora entera de los posibles escenarios alternativos, aunque los experimentos del LHC puedan encontrar evidencia de nuevas partículas, no será posible afirmar que son los componentes reales de la materia oscura. Para ello, será necesaria la confirmación de otros experimentos especial (ver recuadro).
Desde las profundidades de la Tierra al espacio exterior
Otros experimentos están buscando las partículas de materia oscura difíciles de alcanzar. Algunos de ellos, como el experimento CDMS en el Soudan laboratorio subterráneo en Minnesota, y los experimentos XENON y DAMA en el Granlaboratorio Sasso en Italia, que se instalaron bajo tierra. Otros, como Pamela y Fermi(también en el Gran Sasso), están en órbita alrededor de nuestro planeta.
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