Misterios de la física: máquinas que buscan resolverlos

A pesar del estereotipo de un Einstein solitario, despeinado y trabajando incansablemente delante de una pizarra, los mayores descubrimientos actuales del mundo de la física provienen de grandes colaboraciones entre científicos que trabajan utilizando aparatos enormes que pueden costar miles de millones de dólares, y que a menudo están ubicados en los lugares más extremos de la Tierra. Al fin y al cabo, solo están tratando de entender todo el entramado del universo.

EL EXPERIMENTO XENON1T

La búsqueda de materia oscura ha llevado a los físicos al subsuelo con experimentos como el XENON1T. Como su nombre parece sugerir, el XENON1T consiste en un tanque lleno con una tonelada de xenón líquido, colocado bajo tierra para proteger el medio detector, sensible ante cualquier potencial ruido de fondo. El experimento está a la espera de una partícula llamada WIMP (weakly interacting massive particles), que supuestamente ayudará a explicar la existencia de materia oscura. El XENON1T y experimentos como éste aún no han descubierto indicios de materia oscura, pero han podido descartar ciertas posibilidades. El XENON1T se encuentra en plena transformación para convertirse en el XENONnT, que contendrá 8 toneladas de xenón líquido.

SUPER-KAMIOKANDE

La rareza general de los neutrinos (la forma en que atraviesan la mayoría de la materia sin interactuar con ella) ha llevado a los científicos a construir experimentos para tratar de medirlos. Super-Kamiokande es un enorme tanque que contiene 50.000 toneladas de agua. Se encuentra debajo del Monte Ikeno en Japón, y está repleto de detectores que convierten diminutos destellos de luz en señales que son leídas por ordenadores. Al igual que otros experimentos llevados a cabo en tanques gigantes, se encuentra esperando a sus partículas objetivo, en este caso, neutrinos provenientes del Sol, del espacio profundo, o que hayan sido producidos en el Complejo de Investigación del Acelerador de Protones de Japón, a 300 kilómetros de distancia. El Super-K es más famoso por haber descubierto el comportamiento del cambio de identidad de los neutrinos, conocido como oscilación de neutrinos, y recientemente apareció en los medios debido a una medición que sugiere que los neutrinos podrían diferir de sus compañeros antipartículas, lo que los científicos creen que es un requisito previo para explicar por qué el universo contiene más materia que antimateria.

EL ESPECTRÓMETRO MAGNÉTICO ALPHA

Otros experimentos están buscando la materia oscura en el espacio. El Espectrómetro Magnético Alpha, lanzado desde la Tierra en 2011, es un experimento que ha estado midiendo partículas de alta energía a bordo de la Estación Espacial Internacional. Es uno de los pocos experimentos que tienen lugar en el espacio y que parecen observar un exceso de positrones, el compañero antimateria del electrón. También pretende verificar una extraña disminución de partículas de alta energía que descubrió un satélite chino llamado DAMPE. Estas observaciones pueden proporcionar más pistas sobre la verdadera naturaleza de la materia oscura.

MUON G-2

A pesar de sus aciertos, el Modelo Estándar de la física de partículas no explica todo lo que los físicos observan en el universo, por lo que están buscando formas de romper con este modelo. Los esperados resultados del experimento Muon g-2 del Fermilab probablemente proporcionarán algunas ideas sobre un área donde el Modelo Estándar podría fallar. Los resultados preliminares ya parecen mostrar indicios de una discrepancia entre el Modelo Estándar y las mediciones reales.