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Buscarán a la enigmática materia oscura en “una dimensión extra” del universo

Dominar los secretos de la materia oscura, uno de los mayores retos de la física, marcaría una revolución histórica y crucial en el conocimiento científico.

Simulación por computadora de la evolución de la materia oscura en el universo. Foto: referencial / Milennium-II Simulation
Simulación por computadora de la evolución de la materia oscura en el universo. Foto: referencial / Milennium-II Simulation
Ciencia LR

Las teorías que postulan la existencia de un nuevo tipo de fuerza podrían ayudar a explicar las propiedades de la materia oscura, según la investigación liderada por un físico teórico de UC Riverside.

“Vivimos en un océano de materia oscura, pero sabemos muy poco sobre lo que podría ser”, enfatiza en un comunicado el profesor asistente de física y astronomía Flip Tanedo, autor principal del artículo publicado en el Journal of High Energy Physics.

“Es una de las incógnitas conocidas más desconcertantes de la naturaleza. Sabemos que existe, pero no sabemos cómo buscarla o por qué no ha aparecido donde la esperábamos”, agrega.

Los físicos han utilizado telescopios, experimentos subterráneos gigantes y colisionadores para aprender más sobre la materia oscura durante los últimos 30 años, aunque no se ha materializado ninguna evidencia positiva. Sin embargo, los malos resultados han obligado a físicos teóricos, como Tanedo, a pensar de manera más creativa sobre lo que podría ser.

La nueva investigación, que propone la existencia de “una dimensión extra en el espacio-tiempo” para hallarla, es parte de un programa en curso de UC Riverside dirigido por el mencionado autor. Según esta teoría, algunas de las partículas de materia oscura no se comportan como tal. En efecto, las invisibles interactúan con partículas aún más invisibles.

Si dos de ellas son atraídas o repelidas entre sí, entonces están operando las fuerzas oscuras, señaló Tanedo. Él detalla que las fuerzas oscuras se describen matemáticamente mediante una teoría con dimensiones adicionales y podrían revelar los acertijos que se ven en las galaxias pequeñas.

“Nuestro programa de investigación en curso en la UCR es una generalización adicional de la propuesta de la fuerza oscura”, apunta. “Nuestro universo observado tiene tres dimensiones de espacio. Proponemos que puede haber una cuarta dimensión que solo las fuerzas oscuras conocen. La dimensión extra puede explicar por qué la materia oscura se ha escondido tan bien de nuestros intentos de estudiarla en un laboratorio”, asevera.

Tanedo considera que, aunque las dimensiones extra pueden parecer una idea exótica, solo son un truco matemático para describir las “teorías de campo conforme”, teorías tridimensionales ordinarias que son altamente mecánicas cuánticas. Estas son matemáticamente ricas, aunque no contienen partículas convencionales, por lo que normalmente no se halladas relevantes para describir la naturaleza.

“Dado que estas teorías de campo conforme eran intratables e inusuales, en realidad no se habían aplicado sistemáticamente a la materia oscura”, añade Tanedo. “En lugar de usar ese lenguaje, trabajamos con la teoría holográfica extradimensional”, enfatiza.

La característica clave de esta última es que la fuerza entre las partículas de materia oscura es descrita por un número infinito de partículas diferentes con masas distintas llamadas continuo. Por el contrario, las fuerzas ordinarias se describen mediante un solo tipo y con una masa fija.

En la teoría del profesor Flip Tanedo, la fuerza entre las partículas de materia oscura es sorprendentemente diferente.

Con información de Europa Press