Elena Aprile: “Lideramos la carrera de la búsqueda directa de materia oscura”
La directora del experimento internacional XENON participó anoche en el ciclo de astrofísica y cosmología de la Fundación BBVA. Más del 80% de la materia que hay en el universo es materia oscura, lo que significa que es desconocida y nunca ha sido detectada. Los científicos no tienen duda de que está ahí, porque sin su atracción gravitatoria no se podría explicar, por ejemplo, la forma de nuestra propia galaxia. Pero la materia oscura no emite ningún tipo de luz. ¿Cómo buscar algo que ni siquiera se sabe lo que es? Varios equipos internacionales han puesto en marcha distintas estrategias para detectarla, y una de las más sensibles es la que dirige Elena Aprile, de la Universidad de Columbia. Su detector XENON1T está a punto de empezar a tomar datos, y tiene “muchas probabilidades” de tener éxito, dice Aprile.
16 octubre, 2015
Elena Aprile (Milán, 1954) participó anoche en el ciclo de astrofísica y cosmología de la Fundación BBVA en Madrid La ciencia del cosmos, la ciencia en el cosmos, con la conferencia El increíble xenón líquido para la detección de WIMPs de materia oscura.
Los científicos empezaron a buscar la materia oscura hace más de treinta años. Los experimentos que intentan detectar directamente esta forma invisible de materia parten de la base de que debe de estar compuesta por alguna clase desconocida de partículas elementales, partículas que probablemente nos rodean pero que no percibimos porque apenas interaccionan con la materia que conocemos; en lugar de estar sometidas a todas las fuerzas fundamentales conocidas -electromagnética, nuclear débil y fuerte, y gravedad-, interactuarían solo a través de las fuerzas nuclear débil y gravitatoria. Estas partículas son las WIMPs, un acrónimo construido con los términos, en inglés, traducibles como partículas masivas que interaccionan débilmente.
La teoría predice que un detector lo suficientemente sensible, y que funcionara durante el tiempo suficiente, debería poder captar al menos algún choque entre las WIMPs y las partículas de la materia conocida. Cuánta sensibilidad, y cuanto tiempo, depende de las hipotéticas características de las WIMPs. Lo que se sabe es que, por ahora, ninguno de los detectores en marcha ha tenido éxito.
El reto no ha desanimado a Aprile sino todo lo contrario. Ella, discípula del premio Nobel Carlo Rubbia, cuenta que escogió estudiar Física “porque siempre he sido muy curiosa”, y que “el hecho de que eso no fuera ‘normal’ en mi época convertía mi elección en aún más atractiva”.
En el experimento que hoy lidera, XENON, participan 120 científicos de 22 instituciones de todo el mundo. Es un detector de WIMPs instalado en el mayor laboratorio subterráneo del mundo, el Gran Sasso (LNGS), en los montes Apeninos, en Italia -todos los detectores de materia oscura están bajo tierra, para evitar en lo posible los choques con otras partículas que golpean el planeta, como los rayos cósmicos-. La versión mejorada de XENON, un detector llamado XENON 1T, será inaugurado en apenas unas semanas.
XENON1T alberga un gigantesco tanque con 3,3 toneladas de xenón líquido. Si una partícula de materia oscura chocara con algún átomo de xenón se emitiría una señal luminosa característica, que el detector percibiría. XENON1T será cien veces más sensible que su predecesor XENON100, cuyo tanque es de solo 161 Kg -y que a su vez mejoraba el iniciador de la serie, XENON10, de solo 25 Kg-.