Un equipo de investigadores está intentando resolver, bajo una cordillera en Italia central, uno de los problemas más complejos de la física moderna: ¿Qué es la materia oscura? Debido a que ésta ni emite ni refleja luz, y por tanto no puede observarse directamente, nadie ha conseguido todavía demostrar que existe, aunque las teorías más aceptadas indican que constituye nada menos que una cuarta parte del universo.
La física Elena Aprile de la Universidad de Columbia, con colaboradores de universidades de todo el mundo, incluyendo a la Universidad Rice y a la UCLA, encabeza este esfuerzo para hallar e identificar la materia oscura por primera vez.
Los científicos desarrollaron la teoría de la materia oscura para explicar por qué las galaxias no se fragmentan en tiras cuando giran sobre sí mismas. Las galaxias generan una importante fuerza centrípeta durante su rotación. La gravedad es el pegamento que contrarresta esa fuerza y mantiene a las estrellas y a los planetas juntos dentro de sus galaxias, pero no hay suficiente materia visible en el universo para generar la cantidad de gravedad necesaria para evitar que las galaxias se disgreguen en jirones. Por eso, los científicos creen que debe existir materia adicional e invisible en ellas. Encontrarla les dará una comprensión más profunda de las leyes de la naturaleza.
Aprile y muchos otros físicos creen que la materia oscura está formada por partículas masivas de interacción débil (WIMPs por sus siglas en inglés). Como su nombre sugiere, las WIMPs muy raramente chocan con la materia normal; por otra parte, si no fuera así, los científicos las habrían descubierto hace mucho tiempo.
Aprile y sus colegas están buscando las WIMPs bajo kilómetro y medio de roca en las montañas del Gran Sasso, cerca de L'Aquila, en Italia, en un experimento conocido como XENON. Las instalaciones de este proyecto consisten en un recipiente de xenón líquido intercalado entre dos detectores. Si una partícula de materia oscura entra en contacto con un átomo de xenón, provocará un destello de luz azulada que los detectores recogerán.
Los investigadores usan el xenón porque es uno de los elementos más pesados en la tabla periódica. Tiene tres veces la densidad de agua, y muchos átomos por kilogramo cuadrado. Eso aumenta al máximo las oportunidades de que una WIMP colisione contra un átomo del material. Es como una red de pesca densamente tejida.
El experimento se realiza en el subsuelo para escudarlo de tantos átomos y partículas conocidos como sea posible, incluyendo los rayos cósmicos en la atmósfera.
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