Ping-pong con el invisible: los neutrinos buscan la materia oscura
Los telescopios de neutrinos han detectado partículas misteriosas del plano galáctico. Hay una hipótesis: es el eco de colisiones de rayos cósmicos con materia oscura ligera. Como un eco en las montañas habla de un viajero invisible. No se ha encontrado señal directa, pero se han calculado restricciones estrictas, y los futuros detectores podrían lograr un gran avance.
La invisible materia oscura es uno de los mayores misterios de la física. Sabemos que existe porque vemos cómo atrae a las estrellas: ya Vera Rubin notó que las galaxias giran demasiado rápido, y Fritz Zwicky fue el primero en hablar de masa oculta. Se cree que la materia oscura apareció justo después del Big Bang, en la época que comenzó a describir Georges Lemaître. Para atraparla, los científicos usaron un truco. Imagina una habitación oscura con un gato invisible. Si lanzas pelotas de ping-pong —estos son los rayos cósmicos, principalmente núcleos de hidrógeno—, de vez en cuando una pelota golpeará al gato y sonará un suave tintineo. Ese tintineo son los neutrinos, partículas fantasma que viajan casi a la velocidad de la luz y apenas interactúan con nada. Especialmente muchos de estos 'tintineos' deberían provenir del centro de la Galaxia, donde un agujero negro supermasivo dormita rodeado de materia oscura.
Armados con 13 años de datos del telescopio de neutrinos ANTARES, instalado en el fondo del mar Mediterráneo, los investigadores 'escucharon' el centro galáctico. Distribuyeron las señales de neutrinos por energías —como la espectroscopía descompone la luz en un arcoíris— y las compararon con lo que se esperaba de las colisiones con la materia oscura. No se encontró un exceso evidente, y eso ya es un resultado: permitió poner un límite superior estricto a la fuerza de la interacción. Este enfoque recuerda al método de tránsito para buscar planetas, donde se capta un diminuto parpadeo de estrellas, solo que aquí no se busca una atenuación, sino un destello. A diferencia del telescopio espacial Hubble, que ve el Universo en la luz habitual, los telescopios de neutrinos miran a través del gas y el polvo, y junto con las futuras observaciones de ondas gravitacionales pueden componer la imagen completa. Aunque en el fondo de las colisiones estén las correlaciones cuánticas, el papel decisivo lo desempeñaron los modelos precisos y las estadísticas de muchos años.
🎯 Cada segundo, el Sol envía hacia la Tierra un flujo de neutrinos tan intenso que a través de la punta de un dedo pasan unos 100 mil millones de estas partículas.