Los experimentos de la Universidad Texas A&M están ampliando los límites de la exploración de los misterios de la materia oscura mediante el diseño de sensores cuánticos avanzados que impulsan experimentos en todo el mundo.
Los detectores cuánticos, dirigidos por el Dr. Rupak Mahapatra, son tan sensibles que pueden detectar señales de partículas que apenas interactúan con la materia ordinaria, revelando la naturaleza de la materia oscura.
«El desafío es que las interacciones de la materia oscura son tan débiles que necesitamos detectores que puedan observar fenómenos que pueden ocurrir una vez al año o cada 10 años», explicó Mahapatra.
Este experimento contribuyó a la búsqueda líder mundial de materia oscura utilizando el detector TESSERACT.
Misterios sin resolver de la materia y la energía oscuras
La materia oscura y la energía oscura constituyen aproximadamente el 95% del universo, dejando sólo el 5% de la «materia normal», lo que podemos ver.
A pesar de su abundancia, no emiten, absorben ni reflejan luz, lo que los hace casi imposibles de observar directamente.
Sin embargo, su influencia gravitacional da forma a la estructura de las galaxias y del universo.
La energía oscura es incluso más dominante que la materia oscura y representa aproximadamente el 68% de la cantidad total de energía en el universo, en comparación con aproximadamente el 27% de la materia oscura.
Cuando se trata de comprender el universo, lo que sabemos es sólo una parte del panorama. Pero la investigación de Mahaparta podría cambiar esto.
empujar los límites de la posibilidad
La investigación de Mahapatra se basa en una larga historia de participación en el experimento SuperCDMS durante los últimos 25 años, superando los límites de la detección a través de búsquedas líderes en el mundo.
En un estudio histórico realizado en 2014, él y sus colaboradores introdujeron la detección de ionización calorimétrica asistida por voltaje en los experimentos SuperCDMS. Se trata de una tecnología innovadora que permite a los investigadores investigar los WIMP de baja masa, que son los principales candidatos a materia oscura.
Esta tecnología aumenta drásticamente la sensibilidad de partículas que antes eran inaccesibles.
Se necesitan múltiples experimentos para comprender completamente la materia oscura
Más recientemente, en 2022, Mahapatra fue coautor de un estudio que examina estrategias de detección complementarias, como la detección directa, la detección indirecta y la búsqueda de WIMP en colisionadores.
Esta investigación destaca un enfoque global y multifacético para resolver el rompecabezas de la materia oscura.
«Ningún experimento por sí solo nos dará todas las respuestas», dijo Mahapatra. «Necesitamos sinergia entre diferentes técnicas para reconstruir el panorama completo».
Comprender la materia oscura no es sólo un desafío académico, sino una clave para desbloquear las leyes fundamentales de la naturaleza.
«La detección de materia oscura abriría un nuevo capítulo en la física», concluyó Mahaparta. «La búsqueda requerirá técnicas de detección extremadamente sensibles y podría conducir a tecnologías que hoy ni siquiera podemos imaginar».
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