Científicos intentan descubrir la explicación a lo inexplicable del universo mediante una aislación a más de 1.000 metros bajo tierra
En un laboratorio sepultado bajo las montañas de Dakota del Sur, el proyecto LUX-ZEPLIN busca señales de las misteriosas partículas que podrían explicar la materia oscura. Los nuevos resultados marcan un hito en la física moderna.
Aunque no la vemos, su presencia se siente en todas partes. La materia oscura constituye alrededor del 85 % de la masa del universo, mantiene unidas las galaxias y define la arquitectura del cosmos. Pero, a pesar de décadas de teorías y experimentos, sigue sin dejarse atrapar.
El proyecto LUX-ZEPLIN (LZ), el detector subterráneo más sensible jamás construido, acaba de dar un nuevo paso en esa búsqueda. Su objetivo: detectar las escurridizas WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), candidatas principales a componer la materia oscura.
“Esperamos descubrir una nueva partícula, pero también establecer límites sobre lo que la materia oscura podría ser”, explica Hugh Lippincott, físico de la Universidad de California en Santa Bárbara.
Un laboratorio escondido a un kilómetro y medio bajo tierra
Durante 280 días de observación, los científicos analizaron cada destello, cada mínima señal, en busca del impacto que delataría el paso de una WIMP. El plan es continuar hasta alcanzar 1.000 días de datos antes de 2028.
En el centro del detector reposan diez toneladas de xenón líquido ultrapuro dentro de cámaras de titanio. Si una partícula de materia oscura atraviesa este mar denso, puede chocar con un átomo y generar un microdestello de luz. Sensores ultrasensibles registran esa señal, mientras un detector externo con gadolinio filtra las interferencias.
Silencio total para escuchar el universo
La clave del experimento es el aislamiento. A esa profundidad, la Tierra actúa como un escudo natural contra la radiación cósmica. Además, cada componente del detector fue fabricado con materiales de baja radiactividad para evitar “ruido” en las mediciones.
Aun así, el equipo debe lidiar con impostores: partículas como los neutrones, que pueden imitar el efecto de una WIMP. “El problema es que producen exactamente el mismo tipo de señal”, explica la física Makayla Trask. “Por eso el detector externo es vital: nos permite reconocerlos y descartarlos”.
Otro enemigo invisible es el radón, un gas radiactivo que puede generar cadenas de desintegraciones parecidas a las que los científicos buscan. Gracias a un refinado trabajo de calibración, el equipo logró identificar y eliminar estos falsos positivos.
Ciencia sin sesgos: el método del “salting”
Para mantener la objetividad, el experimento emplea un curioso protocolo: durante la recopilación de datos se insertan señales falsas de manera aleatoria. Los investigadores analizan todo sin saber cuáles son reales. Solo al final, cuando se “desalinizan” los datos, descubren qué eventos eran auténticos.
“Cuando trabajas al límite del conocimiento, necesitas eliminar cualquier sesgo humano”, señala Scott Haselschwardt, coordinador del estudio.
Resultados que reescriben los límites del universo
Aunque el detector aún no ha encontrado una WIMP, los nuevos datos permiten acotar las propiedades posibles de la materia oscura, descartando modelos teóricos y guiando futuras búsquedas. El valor de LZ no termina ahí: su precisión podría revelar fenómenos exóticos, como neutrinos solares o desintegraciones raras de isótopos de xenón, abriendo puertas inesperadas hacia otros enigmas de la física.
Con más de 250 científicos de 38 instituciones en seis países, la colaboración internacional ya trabaja en la próxima generación del experimento, XLZD, que duplicará la sensibilidad y ampliará el volumen de xenón líquido.
Un laboratorio en la oscuridad para entender la luz del cosmos
En el fondo de una antigua mina, rodeados por roca y silencio, los científicos del LZ buscan las huellas de algo que nunca nadie ha visto. Cada destello de luz en el xenón es un posible mensaje del universo oculto, una señal diminuta que podría cambiar la historia de la física.
Mientras la humanidad mira hacia las estrellas, ellos miran hacia abajo, al corazón de la Tierra, convencidos de que para comprender el cosmos a veces hay que adentrarse en la oscuridad.
