¿Muerte por materia oscura? Físicos proponen una extraña manera de probar la existencia de la elusiva sustancia

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Los físicos pudieron derivar nuevas restricciones en los parámetros de las partículas de materia oscura con una gran masa, basándose en el hecho de que ninguna persona ha muerto por una colisión con ellas. Los resultados son válidos para una clase de partículas candidatas masivas que deberían estar dispersas en la materia ordinaria en un modo elástico, la curiosa propuesta fue publicada en arXiv.org.

En astronomía, la materia oscura se refiere a varias inconsistencias entre los datos observacionales y las estimaciones teóricas. Estas incluyen las curvas de rotación de las galaxias, determinadas sobre la base de la lente y la estabilidad dinámica de la masa de cúmulos de galaxias, la historia de la formación de estructuras a gran escala y algunas otras.

En la cosmología moderna, se cree que la proporción de materia oscura representa aproximadamente una cuarta parte de la densidad de energía total en el universo.

Diversas hipótesis

En este momento no hay una explicación para la materia oscura, y las hipótesis propuestas pueden usar fenómenos fundamentalmente diferentes. El más popular es el que asume a la materia oscura como una nueva sustancia que consiste en partículas. Pero, dentro del marco de este enfoque también hay una amplia variedad de modelos, ya que ni la masa ni los otros parámetros de tales partículas son conocidos.

En los últimos años, la hipótesis WIMP (Partícula masiva de interacción débil, por sus siglas en inglés), cuya masa es comparable a los componentes conocidos de la materia ordinaria, ha sido la más popular.

Sin embargo, las búsquedas intensivas de interacciones de tales objetos con núcleos atómicos en detectores especiales, así como los intentos de obtenerlos en colisiones en aceleradores de partículas, no se vieron coronadas por el éxito. Debido a esto, este modelo pierde popularidad gradualmente.

Esta situación obliga a los teóricos a recurrir a áreas de parámetros que no se han estudiado previamente. Algunos científicos proponen ideas sobre partículas ultraligeras, como axiones o materia oscura difusa; mientras que otros, por el contrario, exploran cuerpos grandes, hasta agujeros negros primarios con masas del orden del Sol.

El cuerpo humano como detector

En la nueva investigación bajo el liderazgo de Glenn Starkman, se examina la posibilidad de la existencia de partículas de materia oscura con masas macroscópicas del orden de un kilogramo y los efectos que producen. Dichos objetos pueden ser conglomerados exóticos de partículas conocidas del Modelo Estándar, que los teóricos propusieron hace unos 30 años.

Tales objetos, que los físicos llaman macros, deben tener una densidad de orden nuclear, es decir, serán extremadamente pequeños incluso con una masa notable para los humanos. Los autores recuerdan que muchos rangos de parámetros ya han sido excluidos en otros trabajos por medio de la radiación de fondo de microondas, la interacción con la luz, la actividad de las enanas blancas y otros fenómenos. Sin embargo, algunas áreas del espacio de parámetros permanecen ilimitadas.

Para esto, los investigadores proponen considerar el cuerpo humano como un detector, el cual, si interactuase de manera exitosa con la materia oscura, conduciría a la muerte. Los autores comparan esto con un impacto de bala en términos de la energía liberada (al menos 100 julios), pero observan una diferencia significativa en otros parámetros: las macros deben moverse a unos 250 kilómetros por segundo, y la interacción de la sección transversal debe ser del mismo tipo en un orden de micras cuadradas.

En consecuencia, las macros dan lugar a otros daños: en lugar de un orificio notable, deberían calentar una sección de tejido en forma de cilindro a lo largo de la trayectoria del movimiento hasta una temperatura del orden de 10 millones de kelvin, es decir, convertirla en un plasma.

Dado que en muchos países existen estadísticas suficientemente confiables sobre la ausencia de muertes por lesiones similares, esto permite imponer restricciones a las masas de macros. Los físicos concluyen que tales partículas con masas de menos de 50 kilogramos no pueden existir. Si son más grandes, su concentración no es muy alta y la probabilidad de colisión con una persona también es baja, pero la acumulación de estadísticas mejorará esta estimación.

En el pasado hemos hablado sobre esta elusiva sustancia. Por ejemplo, contamos como es que un “huracán de materia oscura” se estaba acercando al Sistema Solar y como científicos españoles habían resuelto el misterio de la galaxia sin esta hipotética materia.


Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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