En un frío profundo, a solo dos grados por encima del cero absoluto, una cavidad de cobre del tamaño de una cacerola escucha el silencio del universo. Esta cavidad es el corazón del prototipo de detector Supax, creado para buscar axiones: partículas que nadie ha visto jamás, pero que podrían constituir la materia oscura invisible que mantiene unidas a las galaxias.
Los axiones son como fantasmas: apenas interactúan con la materia ordinaria. Pero si se coloca la cavidad en un campo magnético intenso, un axión podría convertirse en un fotón, una partícula de luz. Entonces, en la cavidad surgiría una débil señal de radio, como un susurro en una habitación silenciosa.
Los científicos enfriaron la cavidad a 2 kelvin para eliminar el ruido térmico y activaron el imán a 12 teslas. Buscaron una señal en la frecuencia correspondiente a una masa de axión de aproximadamente 34 microelectronvoltios, que es miles de millones de veces más ligera que el electrón. Pero no escucharon ningún susurro. Sin embargo, ahora se sabe que el axión, si existe, interactúa con los fotones aún más débilmente de lo que se pensaba: el límite superior se ha reducido a 1.6·10⁻¹³ GeV⁻¹. El mismo dispositivo también descartó los fotones oscuros, otros candidatos a materia oscura, con un parámetro de mezcla mayor que 1.4·10⁻¹².
El silencio también es un resultado. Acota el campo de búsqueda, como rastrear un bosque: si no se encuentra en una arboleda, se va a otra. El prototipo Supax demostró que la tecnología funciona, y ahora el equipo prepara un detector a gran escala para un rango más amplio de masas. Quizás sea él quien escuche el primer susurro de la materia oscura.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.10943
The SUPerconduction AXion search experiment (Supax) is a future haloscope-type detector designed to probe axion-like particles (ALPs) as candidates for dark matter and solutions to the strong-CP problem in the mass range between $$8\,\mu$$eV and $$30\,\mu$$eV. In the course of the preparation of Supax, a prototype experiment was built and operated. Using a copper cavity, cooled down to a temperature of 2 K and operated in a magnetic field of 12 T, we probe axion masses around $$34\,\mu$$eV and exclude axion-photon couplings down to $$|g_{a\gamma\gamma}|> 1.6\cdot 10^{-13}$$GeV$$^{-1}$$. The data was also used to exclude dark photons in the same mass range with a kinetic mixing parameter of $$\chi > 1.4\cdot 10^{-12}$$. Details of the experimental setup and the analysis strategy are summarized in this paper.
Una temperatura de 2 kelvin es más fría que la superficie de Plutón, donde hay unos 40 kelvin.
La búsqueda de axiones recuerda a la novela «El bosque oscuro» de Liu Cixin, donde las civilizaciones se ocultan pero dejan rastros apenas perceptibles.