Nuevo dispositivo ayudará a científicos a detectar materia oscura

Un nuevo dispositivo, llamado “Cámara de bola de nieve”, puede ayudar a los científicos a detectar finalmente la materia oscura.

Al subenfriar el agua, muy por debajo de su punto de congelación, los investigadores esperan detectar interacciones de materia oscura que hacen que el líquido se convierta rápidamente en hielo.

Si te gusta ver videos en Internet, es probable que ya hayas visto el fenómeno conocido como superenfriamiento (supercooling). Básicamente, el proceso consiste en tomar agua ultrapura y colocarla en un recipiente limpio y suave que no tenga defectos estructurales.

Si las condiciones son las adecuadas, cuando intente congelar dicha agua bajando su temperatura a menos de 0 grados Celsius (32 grados Farenheit), sorprendentemente permanecerá en estado líquido.

Esto se debe a que, para que se forme hielo, necesita una base sobre la cual crecer, llamado sitio de nucleación. Normalmente, el hielo se forma primero alrededor de partículas de polvo o puntos ásperos en la superficie de un contenedor.

Agua superenfriada

Pero, si no hay un sitio de nucleación desde donde el hielo se pueda esparcir, el agua continuará bajando de temperatura mientras permanece en forma líquida.

Luego, cuando se agrega un sitio de nucleación al agua superenfriada, ya sea introduciendo una imperfección o agitando vigorosamente el recipiente, el líquido enfriado se solidificará en hielo casi espontáneamente.

Es este extraño comportamiento del agua superenfriada, lo que los investigadores ahora esperan explotar para ayudarles a buscar la sustancia esquiva conocida como materia oscura, que representa aproximadamente el 85 por ciento de la masa total del universo, aunque solo interactúa débilmente con la materia normal.

Según una nueva investigación presentada el 14 de abril en una reunión de la American Physical Society (APS) en Denver, Colorado, los científicos han demostrado, por primera vez, que el agua superenfriada no necesita un sitio de nucleación macroscópica para convertirse repentinamente en hielo.

En cambio, los investigadores descubrieron que la introducción de partículas subatómicas, a saber, los neutrones; también puede hacer que el agua superenfriada se congele rápidamente.

Nuevas propiedades del agua

“Logramos descubrir una nueva propiedad de agua superenfriada”, dijo el autor principal Matthew Szydagis; físico de la Universidad de Albany en Nueva York, en un comunicado de prensa.

“Para nuestra gran sorpresa, encontramos que algunas partículas (neutrones) pero no otras (rayos gamma) provocan la congelación”, añadió.

Un nuevo dispositivo, llamado “Cámara de bola de nieve”, puede ayudar a los científicos a detectar finalmente la materia oscura. Foto: fuentes.

Con estos nuevos resultados, llega una posibilidad tentadora: los astrofísicos pronto podrán usar esta nueva propiedad del agua superenfriada; para ayudarlos en su interminable búsqueda de uno de los enigmas más grandes de la naturaleza.

“No solo tenemos un nuevo detector de partículas fundamentales”, dijo Szydagis; “sino también la materia oscura porque se cree que los neutrones la emulan”.

Bolas de nieve de materia oscura

Los investigadores han denominado al nuevo detector “cámara de bola de nieve”; un nombre propuesto por la esposa de Szydagis, el lingüista Kel Szydagis. La cámara de bola de nieve; refleja los nombres de otros dispositivos comúnmente utilizados en la física de partículas.

Estos incluyen la cámara de nubes y la cámara de burbujas, que utilizan vapor supersaturado y líquido sobrecalentado, respectivamente; para rastrear los movimientos de partículas cargadas dentro de un recipiente.

La cámara “bola de nieve” en acción. Video cortesía del canal Youtube: Astronomy magazine

Pero; debido a que el agua dentro de la cámara de una bola de nieve no se congela espontáneamente cuando las partículas cargadas, como los electrones, la perturban; el estudio dice que el detector es “potencialmente ideal para búsquedas de materia oscura en busca de retroceso nuclear solo”.

ACN/Astronomy magazine/@AstronomyMag

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