Científicos del LHC procuran entender la materia oscura

Mediante la realización de experimentos en el superacelerador de partículas instalado en el CERN, investigadores intentan comprender el comienzo del Universo

Por André Julião |  Agência FAPESP – El LHC, el superacelerador de partículas que hizo posible probar la existencia del bosón de Higgs –la partícula elemental surgida inmediatamente después del Big Bang, que dota de masa a la materia común–, puede ahora ayudar a solucionar uno de los mayores misterios de la ciencia actual: el de la materia oscura.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), que funciona en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), en la frontera franco-suiza, trabaja actualmente en la detección de la materia oscura, que constituye probablemente el 25% del contenido del Universo, y su existencia ha sido apuntada únicamente en forma indirecta.

“Lo que hacemos en el CERN, y en el LHC, es intentar entender realmente el comienzo del Universo. Esto obviamente se conecta con muchos otros aspectos de la Física con los cuales trabajamos. Creemos que el 25% del Universo está compuesto por una materia que no sabemos realmente qué es, pero a la cual le damos el nombre de materia oscura”, dijo Oliver Buchmueller, docente del Imperial College, de Londres, en el Reino Unido.

Buchmueller fue uno de los disertantes de la FAPESP Week London, realizada durante los días 11 y 12 de febrero de 2019.

El científico informó que la llamada materia ordinaria, la que conocemos actualmente, compone apenas el 5% del Universo, mientras que el 25% corresponde a la materia oscura y el 70% a la energía oscura.

Mientras que la energía oscura contribuye a acelerar la expansión del Universo, la materia oscura lo atrae de vuelta. Pero no logra impedir que la expansión, provocada por el Big Bang, sea acelerada por la energía oscura.

“Es en ese 25% desconocido del Universo que estamos interesados. Una de las cuestiones más desafiantes de la Física en la actualidad tiene que ver con saber qué es lo que constituye esa materia oscura. Existen muchas actividades experimentales en marcha que apuntan a entenderlo. En el LHC estamos intentando producir directamente esas hipotéticas partículas de materia oscura, para poder medirlas y poder entonces decir: en efecto, han sido producidas, las vimos, y esto es lo que realmente compone la materia oscura de nuestro Universo”, dijo.

Con todo, hasta ahora ésta no ha sido detectada. Por este motivo, además de la supersimetría, que es el modelo que prevé que por cada partícula conocida existe otra desconocida, los físicos trabajan con otros modelos más genéricos.

Uno de los investigadores que llevan adelante este trabajo es el brasileño Jonathan Costa, doctorando bajo la dirección de tesis de Buchmueller en el Imperial College. Costa se graduó e hizo su maestría en la Universidad Estadual de Ponta Grossa (UEPG), en el estado brasileño de Paraná, y reside en el Reino Unido desde 2015.

Actualmente toma parte en el proyecto MasterCode, el código computacional que permite adaptar los modelos teóricos a los datos experimentales tanto del CMS Atlas, uno de los detectores del LHC, como de otros experimentos. Su trabajo fue uno de los que Buchmueller presentó durante su conferencia.

“Trabajo en el área de la fenomenología, un campo intermedio entre lo experimental y la teoría. Tomamos un modelo teórico y lo cotejamos con los datos experimentales. A partir de allí, intentamos efectuar pronósticos de algunos parámetros. Esto ayuda a determinar qué se pretende buscar, pues la cantidad de datos es muy grande y es necesario orientarla”, declaró Costa a Agência FAPESP.

Buchmueller recordó que la detección del bosón de Higgs, en 2012, fue un hito para la ciencia. Con todo, permitió entender tan sólo el 5% del Universo, la parte correspondiente a la materia ordinaria. El otro 95% sigue constituyendo un misterio.

“Como la materia oscura compone únicamente el 25% del Universo, no logra impedir la aceleración de la expansión inducida por la energía oscura. No es lo suficientemente fuerte. Y así es como existen dos factores compitiendo. Estamos intentando entender qué es esto. La búsqueda continúa en el comienzo. Necesitamos mucho tiempo aún, pero debemos empezar por algún lugar”, dijo.

Todas las noticias y los videos sobre la FAPESP Week London se encuentran disponibles en el siguiente enlace: www.fapesp.br/week2019/london.