A más de un kilómetro bajo tierra, en lo que antes era una mina de oro, dentro de un tanque cargado con toneladas de xenón líquido, “algo” golpeó el núcleo de un átomo. La minúscula colisión dejó una firma energética anómala que los investigadores todavía no consiguen explicar satisfactoriamente. Los científicos detrás del experimento creen que podría tratarse del indicio más convincente hasta ahora de materia oscura.
La materia oscura es el nombre que recibe el componente invisible que constituye alrededor del 85% de la materia del universo. No parece interactuar con la luz, así que no podemos observarla directamente con telescopios convencionales. Sin embargo, existe abundante evidencia de sus efectos gravitacionales en el movimiento de las estrellas y galaxias, en lentes gravitacionales y en la manera en que las galaxias se agrupan para formar la enorme red de estructuras que atraviesa el universo.
Pero el enigma de la materia oscura no es tan simple como usualmente se presenta. Los científicos ni siquiera saben qué la constituye. Podría tratarse de una sola clase de partícula o de todo un conjunto de ellas que interactúan entre sí de formas que todavía no comprendemos. Las explicaciones más exóticas incluso sugieren que se trata de agujeros negros. Existen numerosas hipótesis sobre su naturaleza. Entre los marcos teóricos más estudiados están las WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), partículas masivas que interactuarían débilmente con la materia convencional.
Si las WIMPs existen y forman parte de la materia oscura que rodea nuestra galaxia, enormes cantidades podrían atravesar continuamente la Tierra sin dejar rastro. Sin embargo, cabe la posibilidad de que, muy de vez en cuando, una interactúe con el núcleo de un átomo y le transfiera parte de su energía.
De la cosmología a los agujeros negros y de la mecánica a la gravedad cuántica: los expertos en física parecen estar divididos en todo.
¿Qué es lo que impactó al xenón? Una WIMP, probablemente
El extraño evento registrado en el Centro de Investigación Subterránea Sanford (SURF), en Dakota del Sur, Estados Unidos, parece compatible con una interacción de ese tipo. Los datos indican que un núcleo de xenón recibió energía y retrocedió dentro del detector que lo monitoreaba. Los investigadores no han conseguido explicar satisfactoriamente qué provocó el evento, mientras que algunos modelos de WIMPs sí podrían producir una señal similar.
El resultado, admiten los científicos, es estadísticamente demasiado pequeño para ser considerado el descubrimiento de una nueva partícula. El experimento analizó 220 días de observaciones realizadas entre 2023 y 2024. Durante ese periodo apareció un solo evento anómalo de este tipo. El estudio todavía se encuentra en fase de prepublicación, sin revisión por pares. Sin embargo, el equipo detrás del experimento presentó sus resultados en la conferencia de Astrofísica de Partículas TeV de 2026, en Japón.
“Con solo un evento, no queremos adelantarnos. No estamos afirmando haber visto materia oscura. Pero hemos visto algo interesante que queremos compartir con la comunidad científica por su aportación”, dijo Rick Gaitskell, portavoz del experimento en un comunicado de prensa.
Hay motivos para el entusiasmo. Si el impacto fue causado por materia oscura, habría elementos suficientes para comenzar a caracterizar la partícula responsable. Por ejemplo, el equipo calculó que, bajo los modelos de WIMPs que analizaron, la partícula tendría una masa superior a unas 200 veces la de un protón. Además, la información obtenida del impacto podría ayudar a comprender cómo este tipo de materia podría interactuar con la materia convencional.
El equipo también examinó otras posibles explicaciones. Paradójicamente, los eventos atípicos no son algo excepcional en experimentos tan sensibles como este. Por ello, la instalación utiliza distintos “filtros” para reducir el ruido y reconocer interferencias producidas por partículas conocidas, radiación u otros procesos capaces de imitar la señal que están buscando. Este evento sobrevivió a ese escrutinio. Hasta ahora, los investigadores no han encontrado entre las fuentes de fondo estudiadas una explicación que encaje satisfactoriamente con lo que observaron.
“Entendemos tan bien nuestro detector y las señales de fondo que incluso un solo evento inusual, como el que encontramos, es importante. Esperamos que los eventos de materia oscura sean extremadamente raros, por lo que apenas un puñado podría marcar la primera detección de materia oscura WIMP”, concluyó Sam Eriksen, autor principal del estudio.
