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Físicos hallan indicios de lo  que sería un “bosón oscuro”

Científicos del MIT reportaron observaciones que explicarían la composición de la materia oscura y sería un medidor de una “quinta fuerza”, explica Gerardo Herrera, Premio Crónica

Físicos hallan indicios de lo  que sería un “bosón oscuro” | La Crónica de Hoy

Toda la materia que conocemos, galaxias, estrellas, planetas, células, vida… constituye sólo cerca del 5 por ciento de la materia en el Universo. El resto es un misterio al que los científicos han llamado energía y materia oscuras, las cuales representan alrededor del 70 y 25 por ciento, respectivamente. Los científicos infieren su existencia debido a los efectos en la expansión del Universo y en sus efectos gravitacionales. 
Develar de qué se componen requiere de partículas candidatas que son propuestas y buscadas por los físicos sin muchos resultados, sin embargo, investigadores han hallado pistas de lo que sería un “bosón oscuro”, que abre la puerta a más investigaciones, pero también a una expectación sobre lo que podría significar en el avance del entendimiento de la materia oscura. 
Para comprender esta investigación, realizada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y su contraparte en la Universidad de Aarhus en Dinamarca —publicadas en Physical Review Letters—, Gerardo Herrera Corral explica a Crónica algunos de sus detalles. 
El físico de partículas del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CInvestav) y Premio Crónica menciona que en la búsqueda de partículas candidatas de materia oscura se ha reportado anteriormente  la observación de un “fotón oscuro”, realizado por el Instituto de Investigaciones Nucleares de la Academia de Ciencias de Hungría,  en el que se analizó el decaimiento de átomos de berilio; no obstante, no se ha podido ratificar por otros experimentos. 
Más recientemente, en junio pasado, relata, el experimento XENON 1T —que se encuentra en Italia debajo del monte Gran Sasso a mil 400 metros— reportó haber visto partículas nuevas, que no serían similar a la observación húngara, pero que servirían para dar cuenta de la materia oscura. El experimento llamado AXION consiste en una cámara con gas xenon que recibe la radiación cósmica y busca detectar nuevas partículas. Los científicos buscan determinar si las detecciones son correctas o parte de una “contaminación” en el experimento. 
NUEVOS DATOS. Por otra parte, las investigaciones del MIT y la Universidad de Aarhus —que son contradictorias y complementarias a su vez— refieren datos que podrían formar parte de esta pléyade de “resultados por comprobar”. Para sus experimentaciones, apunta Herrera Corral —también investigador en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN— hicieron algo distinto.
“Los de MIT han estudiado átomos de iterbio (que es un elemento muy raro) el cual tiene 70 protones, pero puede tener 70 neutrones o más. El elemento tiene siete isótopos estables, esto quiere decir que 70 protones están acompañados con 98 neutrones o bien con 100 neutrones o 101 neutrones, etcétera”. 
Herrera Corral agrega que todos estos son iterbio, pero al tener diferente número de neutrones se les llama isótopos. “El grupo del MIT analizó este tipo de átomos y cómo emiten luz. Este fenómeno ocurre cuanto los electrones que circulan a su derredor pierden energía, entonces es posible ver el color de esa luz y determinar cuánta energía perdió el electrón”. Así, la observación de los investigadores refiere que la emisión de luz no corresponde con lo esperado.
“Para poder explicar el color de la luz emitida por los isótopos de iterbio es necesario pensar que los electrones que giran alrededor de ese átomo están siendo afectados por algo. Ese algo debe ser un bosón desconocido”.
Un bosón de este tipo, añade, serviría para explicar esa materia oscura que hace falta en el Universo, “daría cuenta de algo que no veíamos y que ahora ya podemos sumar al inventario de masas en el Universo”. Pero el “bosón oscuro” también podría ser mediador de una “quinta fuerza”, apunta. 
“Esto es muy muy interesante. Hoy sabemos que existen cuatro interacciones:  1. Electromagéntica, mediada por fotones; 2. Débil, mediada por bosones W y Z;  3. Fuerte, mediada por gluones y 4. Gravitacional, que podría estar mediada por un gravitón (que aun no vemos)”. Sin embargo, es aquí cuando vienen los daneses a “arruinar la fiesta”. 
Gerardo Herrera explica que los investigadores de Aarhus hicieron un experimento similar al del MIT, pero utilizando isótopos de calcio y sin ver alteración alguna. “No observaron ningún ‘corrimiento isotópico’ —el cambio en el color de la luz que emite un isótopo cuando es reemplazado por otro— como ocurrió con el iterbio, que fue pequeñísimo”. 
Como ocurre en la investigación científica, y como dan muestra los otros experimentos referidos por Gerardo Herrera, las observaciones del MIT deben volverse a analizar y además replicar en otro laboratorio para validarse, así funciona la ciencia. Lo que podría ocurrir en un siguiente experimento, apunta el físico, es que el MIT y los daneses realicen experimentaciones con el isótopo inverso y mejoren la precisión de sus observaciones. 
El investigador del Cinvestav apunta que hay otros experimentos más en curso que buscan el fotón oscuro y otros candidatos para explicar el fenómeno de la materia oscura, la cual no “se dejará ver” con facilidad y seguirá representando uno de los mayores retos de la física contemporánea. 
“Creo que debemos esperar mucho tiempo aún. Es un tema muy interesante y es normal que los grupos de investigación estén ansiosos por ver algo. Sin embargo, pienso que no será fácil…, ya se ha buscado por mucho tiempo la partícula correcta y tomará todavía tiempo para poder decir algo en firme”.

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