Un equipo de investigadores propuso una forma novedosa de buscar materia oscura: en las perturbaciones del espacio tiempo. El equipó estudió datos de la tercera observación del Observatorio de Interferómetro Láser de ondas gravitacionales, o LIGO, y publicó sus hallazgos este mes en Physical Review Letters.
Se llama materia oscura a aquella cuya presencia se infiere a través de sus interacciones gravitacionales con la materia ordinaria, y que de otro modo es invisible. La materia oscura constituye casi un 27% del contenido de masa-energía del universo, y aunque explica muchas cosas, ha resultado terriblemente difícil el observarla directamente. Al punto que los científicos no lo han logrado todavía. Más bien, han quedado relegados a ser testigos de sus efectos gravitacionales sobre otros objetos.
“Hay teorías que sugieren que la materia oscura se comporta más como onda que como partícula”, le dijo a Phys.org Alexandre Göttel, físico de la Universidad de Cardiff, y autor principal del estudio. “Estas ondas causarían mínimas oscilaciones en la materia normal, que se pueden detectar con detectores de ondas gravitacionales”.
Las ondas del espacio-tiempo
Los detectores de ondas gravitacionales como el LIGO utilizan la interferometría para percibir las ondas del espacio-tiempo que causa el movimiento y las interacciones de objetos enormes como los agujeros negros y las estrellas de neutrones. El LIGO mide la distancia recorrida y cuando las ondas gravitacionales encogen o estiran el espacio-tiempo los científicos pueden ver en los datos que los láseres viajaron a una distancia levemente más larga o más corta que antes, lo que indica que por allí pasó una onda gravitacional.
Este equipo miró los bosones ultralivianos, una de las formas hipotéticas de la materia oscura (otras incluyen a los axiones y los fotones oscuros). Una de las características singulares de la materia oscura que investigaba el equipo es su débil interacción tanto con la materia como con la luz, similar a las WIMP o Partículas Masivas de Interacción Débil, y la posibilidad de formar “nubes” que ofrecieran la posibilidad de que aparecieran en datos de detectores de onda gravitacionales.
“En el nivel atómico imaginas el campo de materia oscura fluctuando junto al campo electromagnético”, dijo Göttel. “Las oscilaciones del campo de materia oscura efectivamente modifican las constantes fundamentales, es decir, la constante de estructura y masa de electrones que gobiernan las interacciones electromagnéticas”.
Aunque el equipo no detectó directamente la materia oscura, establecieron nuevos límites a la fuerza de la interacción que tendría esa materia con los componentes del LIGO. La nueva medición del equipo mejoró con respecto al trabajo anterior en un factor de 1.000 en el rango de frecuencia particular que estaban testeando.
Pasará mucho tiempo antes de que los científicos puedan detectar directamente la materia oscura por primera vez.
