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Descubren una partícula hipotética que actuaría como un portal a una quinta dimensión, situada entre nuestro universo visible y la materia oscura.
Un equipo de científicos de la Universidad de Granada (España) y la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (Alemania) ha encontrado entre las ecuaciones formuladas por Albert Einstein allá por 1915, una partícula hipotética que serviría de puente entre el universo visible y la esquiva materia oscura. Se trata la primera investigación que utiliza de manera coherente la teoría para explicar la materia oscura, un problema ya añejo y complejo dentro de la física de partículas.
Nuestro conocimiento del universo físico se basa en la idea de que la materia oscura ocupa la gran mayoría de la materia en el universo (algo que nos ayuda a explicar cómo funciona la gravedad, por ejemplo).
“Todavía quedan algunas preguntas que no tienen respuesta dentro del modelo estándar de la física”, explican los científicos en su estudio recogido por la revista The European Physical Journal C. “Uno de los ejemplos más significativos es el llamado problema de la jerarquía, la pregunta de por qué el bosón de Higgs es mucho más ligero que la escala característica de la gravedad. El modelo estándar de la física no puede acomodar algunos otros fenómenos observados. Uno de los ejemplos más llamativos es la existencia de materia oscura”.
Un portal que medie entre los reinos cósmicos de luz y oscuridad
Aunque nos suene a ciencia ficción, la existencia de esta partícula especulativa podría “proporcionar una explicación natural” para la abundancia de materia oscura, una sustancia no identificada que representa la mayor parte de la masa del universo, y resolver problemas intratables sobre partículas subatómicas conocidas como fermiones.
El equipo forma parte de una larga tradición científica que cuestiona si las cuatro dimensiones que los humanos pueden comprender —espacio (altitud, longitud y latitud) y tiempo— son realmente todo lo que el universo tiene para ofrecer.
Mientras investigaban ecuaciones en relación con las masas de fermiones, el equipo esbozó la existencia de un nuevo campo escalar asociado con una partícula que atravesaría esa quinta dimensión, a través de la que entrarían y saldrían los fermiones. La partícula sería parecida al campo de Higgs y a la famosa partícula conocida como bosón de Higgs.
“Dicha partícula podría jugar un papel fundamental en la generación de masas de todas las partículas sensibles a esta dimensión extra, y ser a la vez la única ventana relevante a un posible sector oscuro responsable de la existencia de materia oscura, lo que resolvería de un sólo golpe dos de los mayores problemas de estas teorías, a priori desconectados”, aclara Adrián Carmona, de la Universidad de Granada, en un comunicado.
Esto ofrece nuevas y emocionantes formas de buscar los componentes de la materia oscura, literalmente a través de un desvío a través de la dimensión extra, y obtener pistas sobre la física en una etapa muy temprana de la historia de nuestro universo, cuando se produjo la misteriosa materia oscura.
“Después de años de buscar posibles confirmaciones de nuestras predicciones teóricas, ahora estamos seguros de que el mecanismo que hemos descubierto haría que la materia oscura sea accesible para los próximos experimentos, porque las propiedades de la nueva interacción entre la materia ordinaria y la materia oscura, que es mediada por nuestra partícula propuesta – se puede calcular con precisión dentro de nuestra teoría “, dice Matthias Neubert, líder de la investigación.
¿Cómo observaríamos este tipo de materia oscura para verificarlo? En esencia, un detector adecuado de ondas gravitacionales, algo que crece en prevalencia en todo el mundo. De hecho, la respuesta al enigma de la materia oscura podría estar ya a la vuelta de la esquina.
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