- Justo al lado de nuestro propio planeta, el espacio parece bullir debido a una gran cantidad de partículas de antimateria de alta energía
El equipo del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), un potente detector acoplado a la Estación Espacial Internacional, ha anunciado hoy en el CERN que han medido un exceso de 400.000 positrones, el mayor número de partículas de antimateria registrado hasta ahora en el espacio. La duda es si proceden de colisiones entre partículas de materia oscura o de los púlsares, estrellas de neutrones que emiten radiación.
Los primeros resultados sobre la búsqueda de materia oscura que el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS) está efectuando desde la Estación Espacial Internacional revelan un exceso de positrones –la antipartícula del electrón– en el flujo de rayos cósmicos.
El estudio se publicará en la revista Physical Review Letters, pero hoy el portavoz de la colaboración científica AMS, el profesor Samuel Ting, lo ha presentado en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN).
El AMS llegó a la Estación Espacial Internacional en 2011. Cuanto más se extiendan los trabajos, mejores serán sus estadísticas y los científicos podrán ser más definitivos en sus declaraciones.
Pero el portavoz del proyecto, el profesor Sam Ting, dijo que los trabajos del AMS se llevarán a cabo con cautela.
"Nos tomó 18 años hacer este experimento y queremos hacerlo con mucho cuidado", dijo en un seminario en el Laboratorio Europeo de Física de las Partículas (CERN) en Ginebra.Para Samuel Ting, uno de los «padres» del instrumento, podríamos estar ante un «nuevo tipo de fenómeno de la Física». Durante su intervención en el seminario del CERN, el físico afirmó que «este experimento es el primero que prueba en detalle la naturaleza de este exceso (en el número de positrones). Hemos observado muchos fenómenos nuevos y pronto, el origen de esos fenómenos será comprendido».
"Vamos a publicar cosas cuando estamos absolutamente seguros".
El exceso o pico de positrones hace referencia a su proporción respecto al número de electrones en determinadas franjas de energía. En concreto han aparecido 400.000 positrones con energías entre 0,5 y 350 gigalectronvoltios (GeV) entre los 25.000 millones de eventos registrados durante año y medio.
Esto representa la mayor colección de partículas de antimateria registrada hasta ahora en el espacio. La fracción de positrones se incrementa desde los 10 a los 250 GeV, y los datos no muestran variaciones significativas a lo largo del tiempo ni muestran una dirección de entrada preferente.
"Se trata de la más precisa medición del flujo de positrones de rayos cósmicos hasta la fecha”, destaca Ting, quien confía en que durante los próximos meses “AMS sea capaz de concluir si estos positrones son una señal de la materia oscura o si tienen otro origen".Los rayos cósmicos se cargan de partículas de alta energía que permean el espacio. El exceso de antimateria en estos rayos se observó por primera vez hace dos décadas, y hasta ahora se han planteado dos hipótesis sobre su origen.
¿Materia oscura o púlsar?
Una posibilidad, predicha por la teoría conocida como supersimetría, es que los positrones se producen cuando dos partículas de materia oscura colisionan y se aniquilan. La segunda hipótesis señala que los positrones proceden de púlsares, estrellas de neutrones distribuidas por todo el plano galáctico que emiten radiación de forma periódica.
Los datos de AMS son consistentes con el primer planteamiento, aunque tampoco descartan la segunda explicación. "Es el primer experimento para medir con un 1 % de precisión en el espacio, un nivel de exactitud que nos permitirá saber si nuestra observación de positrones actual tiene un origen en la materia oscura o un púlsar", dice Ting.
Los datos son consistentes con la existencia de materia oscura, uno de los misterios más importantes de la física actual
Las teorías de supersimetría también predicen un corte a altas energías por encima del rango de masas de las partículas de materia oscura, y esto aún no se ha observado. En los próximos años, AMS mejorará la precisión de la medición, y clarificará el comportamiento de la fracción de positrones a energías por encima de 250 GeV.
La materia oscura es uno de los misterios más importantes de la física actual. Representa más de un cuarto del equilibrio masa-energía del universo. Se puede observar indirectamente a través de su interacción con la materia visible, pero todavía no se ha detectado de forma directa.
Las búsquedas de materia oscura se llevan a cabo con experimentos en el espacio, como AMS, pero también en la Tierra con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN y dispositivos instalados en laboratorios subterráneos de diversas partes del mundo.
"El resultado de AMS es un gran ejemplo de la complementariedad de los experimentos en la Tierra y el espacio", comenta el director general del CERN, Rolf Heuer, quien confía en el trabajo conjunto para resolver el enigma de la materia oscura “en algún momento en los próximos pocos años".En la colaboración AMS participa España a través del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).
Misterios modernos
El AMS es sólo una de varias técnicas utilizadas por los investigadores para tratar de descubrir la naturaleza de la materia oscura.
Hay laboratorios en la Tierra que están tratando de hacer detecciones más directas como las partículas esquivas que pasan a través de los contenedores de elementos como el xenón o argón, que alberga la profundidad de la Tierra.
La materia oscura representa la mayor parte de la masa en el Universo.
El Gran Colisionador de Hadrones también está implicado en esta cacería. Se espera que produzca partículas de materia oscura en su acelerador.
Una descripción exacta de este misterioso componente es ahora uno de los objetivos urgentes de la física moderna.
La materia normal, la materia que podemos ver con telescopios (todas las estrellas y galaxias), constituye sólo el 4,9% de la densidad de masa/energía del Universo.
La materia oscura es un componente mucho mayor, que representa el 26,8%. Esta cifra se elevó recientemente tras conocer los estudios del cosmos llevados a cabo por el telescopio Planck de la Agencia Espacial Europea.
El valor es ahora casi un quinto más de lo que se creía en estimaciones anteriores.
La energía oscura es el componente que más contribuye a la densidad de masa/energía del Universo, un 68,3%.
La energía oscura es el nombre que se le da a la fuerza que se cree está acelerando la expansión del Universo. Sus características son aún más oscuras para la ciencia que la propia materia oscura.
SINC
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