Ya sabes el viejo dicho: "si quieres ocultar algo, ¿ponerlo a la vista?" Bueno, según una nueva propuesta de dos profesores de física, esta lógica puede ser la razón por la cual los científicos han luchado durante tanto tiempo para encontrar la misteriosa masa que se cree que comprende el 27% de la materia en el universo.
En resumen, estos dos físicos creen que la materia oscura se puede encontrar de la misma manera que puede encontrar la ruta más rápida para trabajar: consultando el Sistema de Posicionamiento Global.
Andrei Derevianko, de la Universidad de Nevada, Reno, y Maxim Pospelov, de la Universidad de Victoria y el Perimeter Institute for Theoretical Physics en Canadá, propusieron este método a principios de este año en una serie de conferencias científicas de renombre, donde se reunió con aprobación general. .
Su idea requiere el uso de satélites GPS y otras redes de reloj atómico y comparar sus tiempos para buscar discrepancias. Derevianko y Pospelov sugieren que la materia oscura podría tener un efecto perjudicial en los relojes atómicos, y que al observar las redes existentes de relojes atómicos podría ser posible detectar bolsas de materia oscura por su firma distintiva.
Los dos están comenzando a probar esta teoría mediante el análisis de datos de reloj de los 30 satélites GPS, que utilizan relojes atómicos para la navegación diaria. Las redes correlacionadas de relojes atómicos, como el GPS y algunas redes terrestres ya existentes, se pueden utilizar como una herramienta poderosa para buscar el defecto topológico de la materia oscura donde los relojes sincronizados inicialmente se desincronizarán.
"A pesar de la sólida evidencia observacional de la existencia de materia oscura, su naturaleza sigue siendo un misterio", dijo Derevianko, profesor de la Facultad de Ciencias de la Universidad. “Algunos programas de investigación en física de partículas suponen que la materia oscura está compuesta de materia parecida a partículas pesadas. Esta suposición puede no ser cierta, y existe un interés significativo por las alternativas ".
Su propuesta se basa en la idea de que la materia oscura podría provenir de grietas en los campos cuánticos del universo que podrían alterar propiedades tan fundamentales como la masa de un electrón y tener un efecto en la forma en que medimos el tiempo. Esto representa una ruptura con la visión más convencional de que la materia oscura consiste en partículas subatómicas como WIMP y axiones.
"Nuestra investigación persigue la idea de que la materia oscura puede organizarse como una gran colección de defectos topológicos o grietas de energía similares a los gases", dijo Derevianko. “Proponemos detectar los defectos, la materia oscura, mientras nos barren con una red de relojes atómicos sensibles. La idea es que, cuando los relojes se desincronizan, sabríamos que la materia oscura, el defecto topológico, ha pasado. De hecho, imaginamos usar la constelación GPS como el detector de materia oscura más grande construido por el hombre ”.
Derevianko está colaborando en el análisis de datos GPS con Geoff Blewitt, director del Laboratorio Geodésico de Nevada, también en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Nevada, Reno. El Laboratorio Geodésico desarrolló y mantiene el centro de procesamiento de datos GPS más grande del mundo, capaz de procesar información de aproximadamente 12,000 estaciones en todo el mundo continuamente, 24/7.
Blewitt, también físico, explicó cómo una serie de relojes atómicos podría detectar la materia oscura.
"Sabemos que la materia oscura debe estar allí, por ejemplo, porque se ve que dobla la luz alrededor de las galaxias, pero no tenemos evidencia de lo que podría estar hecha", dijo. “Si la materia oscura no estuviera allí, la materia normal que conocemos no sería suficiente para doblar la luz tanto como lo hace. Esa es solo una de las formas en que los científicos saben que hay una gran cantidad de materia oscura en algún lugar de la galaxia. Una posibilidad es que la materia oscura en este gas no esté hecha de partículas como la materia normal, sino de imperfecciones macroscópicas en la estructura del espacio-tiempo.
“La Tierra atraviesa este gas mientras orbita la galaxia. Entonces, para nosotros, el gas parecería ser como un viento galáctico de materia oscura que sopla a través del sistema de la Tierra y sus satélites. A medida que pasa la materia oscura, ocasionalmente ocasionaría que los relojes del sistema de GPS no estuvieran sincronizados con un patrón revelador durante un período de aproximadamente 3 minutos. Si la materia oscura hace que los relojes se desincronicen más de una milmillonésima de segundo, deberíamos ser capaces de detectar fácilmente tales eventos ".
"Este tipo de trabajo puede ser transformador en la ciencia y podría cambiar por completo la forma en que pensamos sobre nuestro universo", dijo Jeff Thompson, físico y decano de la Facultad de Ciencias de la Universidad. “Andrei es un físico de clase mundial y ya ha realizado importantes contribuciones a la física. Es una maravilla ver el increíble trabajo que proviene de él y su grupo ".
Derevianko enseña física cuántica y materias relacionadas en la Universidad de Nevada, Reno. Es autor de más de 100 publicaciones arbitradas en física teórica. Es miembro de la American Physical Society, miembro de Simons en física teórica y erudito Fulbright. Entre una variedad de temas de investigación, ha contribuido al desarrollo de varias clases novedosas de relojes atómicos y pruebas de precisión de simetrías fundamentales con átomos y moléculas.
Su investigación apareció a principios de esta semana en la versión en línea de la revista científica. Física de la naturaleza, por delante de la versión impresa.
