Una posible señal de materia oscura

Una posible señal de materia oscura
Gracias a los observatorios de alta energía de la ESA y de la NASA, los astrónomos han descubierto una prometedora pista que podría estar relacionada con uno de los ingredientes más enigmáticos de nuestro Universo: la materia oscura.

Aunque en principio la materia oscura es invisible, ya que no emite ni absorbe luz, se puede detectar a través de su influencia gravitatoria sobre el movimiento y la apariencia de otros objetos del Universo, como las estrellas o las galaxias.

Basándose en estas medidas indirectas, los astrónomos calculan que la materia oscura es el tipo de materia más abundante en el Universo – y aún así sigue siendo una gran desconocida.

Al estudiar los cúmulos de galaxias, las mayores estructuras cósmicas cohesionadas por gravedad, se puede haber encontrado una nueva pista.

Los cúmulos de galaxias están formados por cientos de galaxias y por una enorme cantidad de gas caliente que rellena el espacio entre ellas.

Sin embargo, al estudiar los efectos gravitatorios de estos cúmulos se ha descubierto que las galaxias y el gas apenas constituyen una quinta parte de su masa total – se piensa que el resto es materia oscura.

El gas, principalmente hidrógeno, alcanza temperaturas de más de 10 millones de grados Celsius, lo que provoca que emita rayos X. Las trazas de los otros elementos imprimen ‘líneas’ adicionales en su espectro, a determinadas longitudes de onda.

Al estudiar las observaciones de 73 cúmulos de galaxias realizadas con los telescopios espaciales XMM-Newton de la ESA y Chandra de la NASA, los astrónomos han descubierto una enigmática línea en el espectro a una longitud de onda en la que normalmente no había nada.

“Si esta extraña señal estuviese relacionada con un elemento químico conocido, debería haber dejado otras líneas en el espectro, a las longitudes de onda habituales, pero no hay nada más”, explica la Dra. Esra Bulbul del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos, autora principal del artículo que presenta estas conclusiones.

“Tuvimos que buscar una explicación más allá del reino de la materia ordinaria”.

Los astrónomos piensan que esta enigmática emisión pudo haber sido provocada por el decaimiento de un tipo exótico de partícula subatómica conocida como ‘neutrino estéril’, predicha por la teoría pero que todavía no se ha detectado.

Los neutrinos ordinarios son partículas de muy baja masa que apenas interactúan con la materia, sólo a través de la fuerza nuclear débil o de la gravedad. Se piensa que los neutrinos estériles serían un tipo especial al que sólo afecta la gravedad, por lo que podrían ser uno de los componentes de la materia oscura.

“Si la interpretación de nuestras observaciones es correcta, al menos una parte de la materia oscura en los cúmulos de galaxias podría estar formada por neutrinos estériles”, comenta Bulbul.

Los cúmulos estudiados se encuentran a una distancia de entre cien millones de años luz y unos pocos miles de millones de años luz. La misteriosa señal fue detectada al combinar distintas observaciones de estos cúmulos, y en una imagen individual del Cúmulo de Perseo, una estructura masiva en nuestro vecindario cósmico.

Este descubrimiento podría tener grandes repercusiones, pero los investigadores prefieren ser cautos. Hará falta realizar nuevas observaciones de más cúmulos con telescopios de alta energía como XMM-Newton o Chandra para poder confirmar si realmente existe una conexión con la materia oscura.

“El descubrimiento de esta singular línea en el espectro de rayos X fue posible gracias al gran archivo de XMM-Newton y a la capacidad del observatorio para recoger rayos X a distintas longitudes de onda”, explica Norbert Schartel, Científico del Proyecto XMM-Newton para la ESA.

“Sería muy emocionante poder confirmar que XMM-Newton nos ha ayudado a encontrar la primera señal directa de la materia oscura”.

“Todavía falta mucho para llegar a ese punto, pero por el camino vamos a aprender mucho sobre el contenido de nuestro extravagante Universo”.

ESA

Un nuevo acelerador de partículas estudiará la naturaleza del bosón de Higgs

Un nuevo acelerador de partículas estudiará la naturaleza del bosón de Higgs 
Más de 1.000 científicos e ingenieros de 24 países del mundo, entre ellos España, han culminado el largo proceso de diseño del Colisionador Lineal Internacional (ILC), un nuevo acelerador de partículas de 31 kilómetros de longitud que podría arrojar luz sobre el bosón de Higgs o la materia oscura.

En tres ceremonias consecutivas, que tendrán lugar en Japón, Ginebra y Chicago, se entregará oficialmente el informe técnico del diseño del ILC al Comité Internacional para Futuros Aceleradores (ICFA). "La publicación del informe con el diseño supone un importante logro. Gracias al trabajo duro tenemos una máquina que podemos construir. El ILC está listo para comenzar", dijo en una nota de prensa el presidente del comité directivo del ILC, Jonathan Bagger.

El ILC, consistente en dos aceleradores de partículas lineales que acelerarán y colisionarán electrones y positrones, permitirá complementar y profundizar los resultados de las investigaciones efectuadas en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) en Ginebra.

"Agradecemos al equipo del ILC este informe, y esperamos ser testigos del siguiente paso del proyecto. El informe atestigua el esfuerzo y la cooperación global que han concluido con éxito en el diseño de una máquina de esta sofisticación y escala", aseguró Pier Oddone, presidente del ICFA.

La nueva máquina dispondrá de cavidades superconductoras aceleradoras que operarán a temperaturas cercanas al cero absoluto, dando a las partículas energía de forma continua hasta que colisionen en los detectores en el centro del acelerador de 31 kilómetros.

Durante su funcionamiento, paquetes de electrones y sus antipartículas (positrones) colisionarán aproximadamente 7.000 veces por segundo a una energía total de 500 GeV (gigaelectronvoltios), creando una serie de nuevas partículas que serán reconstruidas y registradas en los detectores del ILC.

Cada paquete contendrá 20.000 millones de electrones o positrones concentrados en un área mucho más pequeña que un cabello humano, lo cual implicará una tasa muy alta de colisiones.

El ILC permitirá ofrecer una gran cantidad de datos a los científicos para medir con precisión propiedades de las partículas como el bosón de Higgs, descubierto en el LHC del CERN, o aportar más información sobre nuevas áreas de la física, como la materia oscura.

"El descubrimiento de un bosón de Higgs en el LHC convierte los motivos para el ILC incluso en más apremiantes. El ILC puede estudiar sus propiedades en detalle, será una gran máquina complementaria al LHC", dijo Sakue Yamada, director de Investigación del ILC.

Por otro lado, el director de la colaboración internacional para la creación de un acelerador lineal y uno de los padres del LHC, Lyn Evans, añadió que el informe técnico de diseño es una obra impresionante que muestra madurez, escrutinio y audacia.

"El Colisionador Lineal Internacional debe ser lo siguiente en la agenda de una física de partículas global", aseguró Evans. Por su parte, el director del proceso de diseño del ILC, Barry Barish, manifestó que el informe "dice que estamos preparados para seguir adelante".

"La tecnología existe, los hitos en I+D se han alcanzado, la física que se persigue está clara y podríamos empezar la construcción mañana", aclaró Barish. El diseño ya está listo, pero los próximos pasos aún están por dar: proponer el ILC a los gobiernos colaboradores, realizar un presupuesto creíble, decidir que efectivamente se construirá y dónde se encontrará. "Hay fuertes indicios de que Japón apostará por albergar el proyecto", agregó Barish.

EFE

Un nuevo acelerador de partículas estudiará la naturaleza del bosón de Higgs

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Más de 1.000 científicos e ingenieros de 24 países del mundo, entre ellos España, han culminado el largo proceso de diseño del Colisionador Lineal Internacional (ILC), un nuevo acelerador de partículas de 31 kilómetros de longitud que podría arrojar luz sobre el bosón de Higgs o la materia oscura.

En tres ceremonias consecutivas, que tendrán lugar en Japón, Ginebra y Chicago, se entregará oficialmente el informe técnico del diseño del ILC al Comité Internacional para Futuros Aceleradores (ICFA). "La publicación del informe con el diseño supone un importante logro. Gracias al trabajo duro tenemos una máquina que podemos construir. El ILC está listo para comenzar", dijo en una nota de prensa el presidente del comité directivo del ILC, Jonathan Bagger.

El ILC, consistente en dos aceleradores de partículas lineales que acelerarán y colisionarán electrones y positrones, permitirá complementar y profundizar los resultados de las investigaciones efectuadas en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) en Ginebra.

"Agradecemos al equipo del ILC este informe, y esperamos ser testigos del siguiente paso del proyecto. El informe atestigua el esfuerzo y la cooperación global que han concluido con éxito en el diseño de una máquina de esta sofisticación y escala", aseguró Pier Oddone, presidente del ICFA.

La nueva máquina dispondrá de cavidades superconductoras aceleradoras que operarán a temperaturas cercanas al cero absoluto, dando a las partículas energía de forma continua hasta que colisionen en los detectores en el centro del acelerador de 31 kilómetros.

Durante su funcionamiento, paquetes de electrones y sus antipartículas (positrones) colisionarán aproximadamente 7.000 veces por segundo a una energía total de 500 GeV (gigaelectronvoltios), creando una serie de nuevas partículas que serán reconstruidas y registradas en los detectores del ILC.

Cada paquete contendrá 20.000 millones de electrones o positrones concentrados en un área mucho más pequeña que un cabello humano, lo cual implicará una tasa muy alta de colisiones.

El ILC permitirá ofrecer una gran cantidad de datos a los científicos para medir con precisión propiedades de las partículas como el bosón de Higgs, descubierto en el LHC del CERN, o aportar más información sobre nuevas áreas de la física, como la materia oscura.

"El descubrimiento de un bosón de Higgs en el LHC convierte los motivos para el ILC incluso en más apremiantes. El ILC puede estudiar sus propiedades en detalle, será una gran máquina complementaria al LHC", dijo Sakue Yamada, director de Investigación del ILC.

Por otro lado, el director de la colaboración internacional para la creación de un acelerador lineal y uno de los padres del LHC, Lyn Evans, añadió que el informe técnico de diseño es una obra impresionante que muestra madurez, escrutinio y audacia.

"El Colisionador Lineal Internacional debe ser lo siguiente en la agenda de una física de partículas global", aseguró Evans. Por su parte, el director del proceso de diseño del ILC, Barry Barish, manifestó que el informe "dice que estamos preparados para seguir adelante".

"La tecnología existe, los hitos en I+D se han alcanzado, la física que se persigue está clara y podríamos empezar la construcción mañana", aclaró Barish. El diseño ya está listo, pero los próximos pasos aún están por dar: proponer el ILC a los gobiernos colaboradores, realizar un presupuesto creíble, decidir que efectivamente se construirá y dónde se encontrará. "Hay fuertes indicios de que Japón apostará por albergar el proyecto", agregó Barish.

EFE

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