2018 fue un gran año para la materia oscura.
Como de costumbre, los astrónomos en realidad no encontraron ninguna de las cosas, lo cual es invisible para todos nuestros telescopios, pero parece representar al menos el 80 por ciento del universo en masa.
Hubo informes de un huracán de materia oscura, pero en realidad no podemos verlo. Se descubrió una galaxia que parecía no tener ninguna materia oscura, lo que extrañamente habría demostrado que existía materia oscura. Pero luego resultó que la galaxia puede tener materia oscura después de todo, dejando la existencia de materia oscura en duda para algunos físicos. Múltiples experimentos que supuestamente detectarían directamente la materia oscura aquí en la Tierra no arrojaron nada.
Entonces, ¿dónde deja eso a los científicos en busca de materia oscura a medida que nos acercamos al 2019? Bastante optimista, considerando todas las cosas. La búsqueda de materia oscura avanza en todos los frentes.
Desde detectores subterráneos masivos hasta grandes estudios de cielo, estos son los cuatro pasos principales en la búsqueda de materia oscura que esperar en 2019.
LIGO vuelve a estar en línea
El Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO), el detector estadounidense que observó directamente las primeras ondas gravitacionales en 2015, comenzará su tercer recorrido de observación a principios de 2019, recopilando más datos que nunca después de una serie de actualizaciones de su equipo.
Entonces, ¿qué hace un detector de ondas gravitacionales en un artículo sobre materia oscura? Resulta que hay muchas posibilidades tentadoras para descubrir indicios de materia oscura utilizando datos de ondas gravitacionales, aunque todavía no se han realizado.
Los investigadores en 2018 propusieron que si un "fotón oscuro" con una masa muy leve acecha en algún lugar del universo, su señal podría aparecer en los datos LIGO, causando irregularidades muy específicas en las firmas de ondas gravitacionales.
"Mostramos que los detectores de ondas gravitacionales basadas en tierra y en el futuro tienen la capacidad de hacer un descubrimiento", escribieron los investigadores.
Con LIGO nuevamente en línea, descubrir evidencia de materia oscura en datos de ondas gravitacionales es una posibilidad muy real.
Los físicos intentarán averiguar si MiniBooNE abandonó el fantasma de un neutrino
A lo largo de 2018, los científicos charlaron entusiasmados sobre resultados intrigantes de un experimento en Fermilab National Accelerator Laboratory, llamado MiniBooNE, que sugiere la presencia de partículas que no deberían existir. La mejor explicación hasta ahora es que hay un cuarto neutrino aún no descubierto, llamado neutrino estéril, que interactúa con el resto del universo incluso menos que sus otros primos neutrinos.
Algunos investigadores creen que el neutrino estéril podría ser una partícula candidata para la materia oscura, y a medida que el 2018 llega a su fin, los físicos están afirmando sus perspectivas sobre esta anomalía. Busque científicos que piensen de manera nueva sobre esos datos y los neutrinos estériles en general en 2019.
Primera luz en el Telescopio de Encuesta Sinóptica Grande (LSST)
Se está construyendo un telescopio en Chile que producirá imágenes detalladas de vastas regiones del cielo cada 15 segundos, completando un escaneo completo del cielo cada tres días. En el transcurso de 10 años, comparará esas imágenes entre sí una y otra vez para rastrear cómo cambia y cambia el cielo, proporcionando el recurso más profundo para comprender cómo la materia oscura empuja y tira del cosmos.
Los científicos saben, en términos generales, que la materia oscura da forma a la forma en que las galaxias y sus estrellas se mueven e interactúan entre sí. El objetivo de LSST es completar esa imagen, ofreciendo un nivel de detalle sin precedentes sobre cómo funciona el cosmos. Eso debería ofrecer a los astrofísicos una gran cantidad de datos sobre la naturaleza de la materia oscura y el papel que desempeña en el universo.
Y en 2019, por primera vez, los investigadores abrirán el ojo de 6,200 lb (2,800 kilogramos) de ese telescopio y captarán la luz. Las operaciones científicas comienzan en 2022.
La carrera por construir un detector de próxima generación se calentará
Los físicos de partículas han especulado durante mucho tiempo que el primer signo directo de materia oscura podría ser un destello. Así es como podría funcionar: a medida que la materia oscura colisiona con sustancias inertes en habitaciones muy oscuras, esas sustancias emitirían débiles motas de luz. Durante décadas, los científicos han construido detectores de acuerdo con este principio, pero hasta ahora, ninguno ha producido un resultado concluyente.
En 2019, los científicos en China trabajarán arduamente en la plataforma PandaX, que mira al xenón todo el día y toda la noche en busca de un brillo. Esos científicos están actualizando rápidamente el detector para acomodar un objetivo de xenón de 4 toneladas (3.6 toneladas), informando que esperan completar la mayor parte de ese trabajo en el transcurso de 2019 y 2020. El nuevo detector se llamará PandaX-xt.
Para no quedarse atrás, los investigadores en Dakota del Sur completarán las fases más importantes de construcción en LUX-ZEPLIN, que observará un total de 10 toneladas (9 toneladas) de xenón a casi una milla debajo de la ciudad de Lead, Dakota del Sur. Al igual que PandaX-xt, el proyecto probablemente no finalizará hasta 2020.
Italia también avanzará en la actualización de su detector, apropiadamente llamado XENON, a una escala de 8 toneladas (7.2 toneladas). La actualización, llamada XENON-nt, debería concluir en 2019.
La siguiente fase
Siempre es posible que algún experimento en algún lugar arroje evidencia incontrovertible y específica de que realmente existe un tipo particular de posible partícula de materia oscura. Pero a corto plazo, en casi todas las áreas, los físicos se centran en usar las lecciones del pasado para informar sobre cazas de materia oscura más grandes y mejores en el futuro. ¿Aparecerá un hallazgo incontrovertible de materia oscura en 2019? Eso podría ser un poco optimista. Pero los físicos que persiguen ese objetivo se dirigen hacia el nuevo año armados para cazar con más precisión y poder que nunca.
