Relojes espaciales atómicos podrían ayudar a desvelar la naturaleza de la materia oscura
15/12/2022 de Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) / Nature Astronomy
Ilustración de artista de un reloj atómico espacial utilizado para descubrir la materia oscura. Crédito: Kavli IPMU.
El estudio de un reloj atómico a bordo de una nave espacial situada en el interior de la órbita de Mercurio y muy cerca del Sol podría ser una triquiñuela para descubrir la naturaleza de la materia oscura, según un estudio nuevo.
La materia oscura constituye más del 80 por ciento de la masa del Universo, pero hasta ahora ha evadido su detección en la Tierra, a pesar de décadas de esfuerzos con experimentos. Una componente clave de esta búsqueda es la hipótesis sobre la densidad local de la materia oscura, que determina el número de partículas de materia oscura que atraviesan el detector en un instante concreto y, por tanto, la sensibilidad del experimento.
Una clase importante de búsquedas experimentales es la que usa átomos o núcleos, porque han alcanzado una sensibilidad increíble frente a las señales de materia oscura. Esto es posible, en parte, porque si suponemos que las partículas de materia oscura tienen masas muy pequeñas, inducen oscilaciones en las propias constantes de la naturaleza. Estas oscilaciones, por ejemplo en la masa del electrón o en la fuerza de interacción del campo electromagnético, modifican las energías de transición de átomos y núcleos en modos predecibles.
Ahora, los científicos afirman que, en una región particular del Sistema Solar entre la órbita de Mercurio y el Sol, la densidad de materia oscura puede ser muy grande, lo que implicaría una sensibilidad excepcional a las señales de oscilación. Estas señales podrían ser detectadas por relojes atómicos, que funcionan midiendo cuidadosamente la frecuencia de los fotones emitidos en transiciones entre estados diferentes de los átomos. La materia oscura ultraligera presente en las cercanías del reloj podría modificar dichas frecuencias, ya que las oscilaciones de la materia oscura aumentarían o disminuirían ligeramente la energía de los fotones.
[Fuente]
