Nuevas tecnologías para detectar la materia oscura
Casi toda la energía almacenada en nuestro universo existe en forma de materia oscura. Sin embargo, a pesar de su abundancia, sabemos sorprendentemente poco sobre ella. «La materia oscura parece interactuar principalmente a través de la fuerza de la gravedad y es probable que esté compuesta por partículas elementales que aún no han sido identificadas», afirma Marcin Kuźniak, jefe de grupo en AstroCeNT / NCAC PAS. Sin embargo, se trata solo de una hipótesis. Qué es realmente la materia oscura y cómo se genera sigue siendo uno de los grandes problemas sin resolver de la física. No obstante, la cortina que ha envuelto el misterio que es la materia oscura está empezando a descorrerse, gracias en parte a iniciativas como el proyecto DarkWave, financiado con fondos europeos. El equipo del proyecto está desarrollando nuevas tecnologías que permitirán la próxima generación de detectores utilizados para observar el universo. «Con las tecnologías adecuadas, estos detectores tan grandes, que suelen ubicarse en laboratorios subterráneos, podrían permitirnos detectar directamente la materia oscura», añade Kuźniak, que coordinó el proyecto.
Las nuevas tecnologías aumentan la sensibilidad de los detectores
Durante el proyecto, los investigadores de cinco instituciones desarrollaron una completa cartera de tecnologías de detección de materia oscura. Entre ellos se incluyen nuevos materiales de convertidor de longitud de onda y fotosensores, junto con nuevos sensores sísmicos e infrasónicos que pueden utilizarse para controlar los niveles de ruido de fondo alrededor del detector. Los investigadores también crearon algoritmos de procesamiento y análisis de señales que pueden utilizarse para extraer información de los datos recogidos por los detectores. Además, el proyecto brindó a los científicos la oportunidad de adquirir los materiales que necesitaban para realizar experimentos, investigaciones y pruebas. «Todas estas tecnologías y ayudas contribuyen a que los detectores sean más sensibles que nunca», señala Kuźniak.
Los detectores de materia oscura pasan al siguiente nivel
Estas tecnologías ya han tenido un efecto directo en la búsqueda para comprender la naturaleza de la materia oscura. Por ejemplo, el detector DarkSide-20k en construcción se está beneficiando de los novedosos materiales fluorescentes y reflectantes desarrollados en el proyecto. Estos materiales mejorarán notablemente la sensibilidad de captación de luz del detector, al tiempo que simplificarán drásticamente su construcción. El proyecto también ayudó a establecer dos bancos de pruebas criogénicas en Varsovia, donde este tipo de materiales, junto con matrices ultramodernas de fotosensores, se prueban ahora en condiciones representativas antes de instalarlos en un detector. Además, en DarkWave se reunió a las comunidades de las materia oscura y las ondas gravitacionales. Por ejemplo, durante el proyecto se desarrollaron y probaron nuevas redes de sensores sísmicos e infrasónicos para vigilar los fondos en el observatorio de ondas gravitacionales Virgo. También se utilizaron para cartografiar el entorno sísmico e infrasónico del experimento subterráneo DarkSide-20k.
Ayudar a los jóvenes científicos a adquirir experiencia práctica
Más allá de la tecnología, el equipo del proyecto se centró en apoyar a los jóvenes científicos, en particular a los estudiantes de doctorado. Con el apoyo del proyecto, estos investigadores pudieron participar en diversas campañas de medición en la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) y Virgo, entre otros. «La movilidad concedida por DarkWave se convirtió en un catalizador para la acumulación de conocimientos y la recopilación de experiencias, por lo que es uno de los resultados más sustanciales e importantes del proyecto», comenta Yuliya Hoika, especialista en coordinación de proyectos de la Unión Europea en el Centro Astronómico Nicolás Copérnico. Estos investigadores, junto con todo el equipo del proyecto, están ahora preparados para seguir avanzando en el conocimiento, la creación de redes y las ideas innovadoras fomentadas por DarkWave. Esto incluye estudiar nuevas oportunidades de financiación en Horizonte Europa y explorar las posibilidades de comercializar algunas de las soluciones desarrolladas durante el proyecto.
Palabras clave
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