A más de un kilómetro bajo tierra, en una antigua mina de oro de un pequeño pueblo australiano, un grupo de científicos está construyendo un laboratorio que pretende mirar donde nadie ha podido mirar antes. Su nombre es SABRE South, y su misión suena sencilla pero roza lo imposible: detectar las partículas que componen la materia oscura, ese misterioso componente cuya existencia, hasta ahora, sólo intuíamos.
Comienza la búsqueda. Para entender cómo llegamos hasta aquí, tenemos que viajar hasta 1998. Ese año, un experimento en el laboratorio subterráneo de Gran Sasso en Italia registró una extraña señal que algunos interpretaron como una pista de la materia oscura. Esa observación, conocida como DAMA/NaI, inició una carrera científica que no se ha detenido desde entonces.
Ahora Australia entra en esa carrera global. Según ABC News AustraliaSABRE South será el primer detector de materia oscura en el hemisferio sur y comenzará a recopilar datos el próximo año. Su director, el físico Phillip Urquijo, explica que el objetivo es reproducir las observaciones italianas y comprobar si estas señales son reales o producto de interferencias del medio ambiente.
Actualmente, otros tres equipos (en Italia, España y Corea del Sur— todavía están intentando replicar el experimento original. Sin embargo, el proyecto australiano tiene una ventaja única: su ubicación en el hemisferio sur permitirá comparar los datos con los del norte y descartar efectos estacionales o locales.
El enigma del universo invisible. Impulsado por la Universidad de Melbourne y el Centro de Excelencia ARC para Física de Partículas de Materia Oscura, busca entender la naturaleza de una sustancia que lo rodea todo, pero que nadie ha visto jamás.
El modelo estándar de física describe con precisión las partículas y fuerzas que conocemos, pero aún deja demasiados vacíos sin llenar. Una de las más importantes es ésta: ¿por qué las galaxias no se desintegran? ¿Qué los mantiene unidos si todo lo que vemos (planetas, estrellas, gas, polvo) apenas representa el 5% del universo? El resto está oculto a la vista. los fisicos Estiman que alrededor El 27% sería materia oscura y otro 68% sería energía oscura. La física Elisabetta Barberio, directora del Centro de Excelencia ARC para la Física de Partículas de Materia Oscura, lo dice sin rodeos: «Entre el 75% y el 80% del universo está hecho de algo que no podemos ver ni tocar. Este experimento nos acerca a descubrir de qué está hecha realmente la mayor parte del cosmos».
Por tanto, si SABRE South logra detectar WIMPs –esas hipotéticas partículas masivas que interactúan débilmente– estaríamos ante una nueva forma de materia y, quizás, ante una física que va más allá del Modelo Estándar. En pocas palabras: demostraría que casi todo lo que existe tiene una estructura tangible. Y cada vez que la humanidad ha comprendido una nueva fuerza o partícula, han aparecido tecnologías que antes parecían ciencia ficción: semiconductores, láseres o resonancia magnética.
Una mina convertida en laboratorio cósmico. El experimento se lleva a cabo en el Laboratorio de Física Subterránea de Stawell (SUPL), excavado a 1.025 metros de profundidad una distancia que equivale a una protección de casi tres kilómetros de agua, suficiente para bloquear los rayos cósmicos y las radiaciones naturales que podrían interferir en las mediciones.
El laboratorio tiene aire acondicionado, aire filtrado y conexiones de datos que conectan con la Universidad de Melbourne. En su interior, un detector del tamaño de una habitación alberga cristales de yoduro de sodio (NaI) ultrapuros. Cuando una partícula WIMP choca con un átomo del cristal, produce un pequeño destello de luz, tan débil que dura sólo unos pocos nanosegundos. Estos destellos son capturados por tubos fotomultiplicadores (PMT), dispositivos capaces de transformar la luz en pulsos eléctricos mensurables.
los cristales estan sumergidos en un líquido centelleante, el alquilbenceno lineal (LAB), que actúa como “veto”: si el LAB detecta luz al mismo tiempo que el cristal, el evento se descarta como ruido de fondo. Todo el sistema está sellado dentro de un tanque de acero inoxidable de baja radiactividad, rodeado por capas alternas de acero y polietileno, y monitoreado desde arriba por un detector de muones.
Una máquina que se escucha a sí misma. SABRE Sur funcionará casi de forma autónoma. Según los informes técnicos del proyectoel sistema registra en tiempo real la temperatura, la humedad, el voltaje del detector, el flujo de gas nitrógeno e incluso las vibraciones de la mina. Si algo se sale de los valores normales genera una alerta automática. Además, la presencia humana será mínima: los científicos monitorizarán los datos de forma remota y sólo accederán al laboratorio para tareas específicas de mantenimiento.
Incluso antes de su construcción, el funcionamiento del detector se simuló con el software GEANT4, herramienta también utilizada por la NASA y el CERN. Estas simulaciones nos permitieron estimar los niveles de radiación de fondo y optimizar la sensibilidad del sistema. Cada pulso de luz capturado será analizado con programas diseñados para distinguir entre ruido y posibles señales reales.
Algunos no son optimistas. En un estudio de la Universidad de Ottawa, el físico Rajendra P. Gupta sugiere que lo que creemos que vemos como materia oscura podría ser sólo un efecto matemático. Su modelo sugiere que las constantes fundamentales del universo podrían variar con el tiempo, y que la llamada “luz cansada” –la pérdida de energía de los fotones al viajar por el espacio– explicaría observaciones que hasta ahora atribuimos a una masa invisible.
Esperando el flash. Durante los próximos años, los cristales de SABRE South permanecerán en las sombras de la mina, esperando un destello tan débil que apenas podría iluminar una mota de polvo. De confirmarse esa señal, sería el primer rastro directo de materia oscura, el pegamento invisible que mantiene unidas a las galaxias. Pero si no aparece, también será una respuesta: una señal de que quizás el universo funciona de una manera que aún no entendemos.
Como detallada física teórica Nicole Bellde la Universidad de Melbourne: “Este proyecto representa la búsqueda definitiva para comprender el mundo en el que vivimos”. Y tal vez, en esa pequeña chispa bajo tierra, la humanidad encuentre la respuesta a una pregunta que ha estado persiguiendo durante décadas: ¿de qué está hecho realmente el universo?
Imagen | SABLE Sur
| El suceso más extraño que ha presenciado la humanidad ocurrió en 2019 bajo una montaña en Italia
