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La búsqueda de una prueba experimental: Testear los modelos "estándares".

Artículo original de Richard Taillet, profesor de Física e investigador.


Una primera manera de acometer el problema de la materia oscura, es asegurarse que las teorías que se utilizan son válidas. Por supuesto, nadie esperó a los astrofísicos para esto, pero la materia oscura proporciona una motivación para estas pruebas. En particular, hemos mencionado anteriormente que ampliaciones del modelo estándar predecían la existencia de nuevas partículas. Por otra parte, ha sido propuesto que las leyes de la gravitación que se utiliza no sean correctas. Conviene pues someter a un test estas dos teorías.

- A: Someter a un test los modelos alternativos de la física de partículas.

En primer lugar, las ampliaciones del modelo estándar de la física de partículas, hasta las que sugieren la existencia de nuevas partículas, predicen también otros fenómenos nuevos. En particular, ciertos modos de desintegración de partículas están prohibidos por el modelo estándar pero autorizados por sus ampliaciones, lo que hace ideales la búsqueda de tales "nuevos" modos de las pruebas. Por ejemplo:

• Las teorías de la Gran Unificación predicen que el protón es una partícula inestable, es decir que puede desintegrarse espontáneamente en otras partículas, al cabo de un tiempo bastante largo. Este acontecimiento jamás ha sido observado, lo que permite dar un límite inferior al tiempo de vida del protón. Si esta desintegración es posible, es un acontecimiento raro. Experimentos específicos están previstos para detectar tales acontecimientos.

• Nuevos modos de desintegración son posibles también para otras partículas. Su búsqueda en los acontecimientos observados en los aceleradores/colisionadores de partículas constituye un activo escenario de búsqueda en este campo.

- B: las pruebas de precisión de la Relatividad General.

Hemos mencionado la posibilidad que las leyes de la gravitación difieran de aquellas que se utilizan. El primer medio de someter a un test esta hipótesis es someter a un test la misma relatividad general. Varios experimentos están preparándose para hacerlo. Por ejemplo:

• Gravity Probe B: una espectacular experimento que consiste en estudiar el movimiento de giroscopios embarcados a bordo de un satélite en órbita alrededor de la Tierra.
• Ondas gravitacionales: Virgo (en tierra, en fase de calibración), Ligo (en tierra, iniciándose su construcción), Lisa (satélite, en proyecto).

Gravity Probe B© Stanford University

Recreación artística de la acción de las ondas gravitacionales. © NASA

(N del T.): Pueden acceder desde los enlaces respectivos a las páginas oficiales de los proyectos Gravity Probe B (Gp-B), (en inglés), y a la del proyecto LISA (Antena Espacial por Interferometría Láser) en español, mediante traductor automático.


- C: Pruebas de gravitación a pequeñas escalas espaciales.

Entre las modificaciones de la gravitación que mencionamos, algunos predicen modificaciones de la ley de Newton en las pequeñas distancias (dimensiones suplementarias) o a las pequeñas aceleraciones (MOND). Conviene pues someter a un test la gravitación en estas condiciones, pero son experimentos muy difíciles de poner en ejecución, ya la gravitación se encuentra casi completamente enmascarada por otras fuerzas.



Otros capítulos ya publicados de la serie

- Los secretos de la materia oscura. Parte 1

- Los secretos de la materia oscura. Parte 2, los cúmulos de galaxias.

- Los secretos de la materia oscura. Parte 3, la Cosmología.

- Los secretos de la materia oscura. Parte 4, las Galaxias.

- Los secretos de la materia oscura. Parte 5, las propiedades de la materia oscura.

- Los secretos de la materia oscura. Parte 6, los avatares de la materia oscura; Los candidatos.

- Los secretos de la materia oscura. Parte 8, la búsqueda de una prueba experimental: Detectar la materia oscura.

- Los secretos de la materia oscura. Parte 9 y última. Conclusiones.


Próximo capítulo:

La búsqueda de una prueba experimental: Detectar la materia oscura.



Crédito de las imágenes (para toda la serie): O. López-Cruz (INAOEP) et al., AURA, NOAO, NSF, NASA, ESA, S. Allen (IoA Cambridge), W. N. Colley (U. Virgina & E. Turner (Princeton), J.A. Tyson (UC Davis), HST. Melanie Johnston-Hollitt, VIRGO/Joerg Colberg, Museo del Louvre, Steadelsches Kunstinstitut, Equipo científico WMAP/NASA, Hubble Heritage, David Martinez-Delgado (MPIA) & Gabriel Perez (IAC), R. Ibata (Strasbourg Observatory, ULP) et al., 2MASS, B. Koribalski (ATNF), S. Gordon (UQld), K. Jones (UQld), J. Dickey (UMinn), Ben Moore, R. Rutledge (Caltech) et al, R. Sahai (JPL) et al, (STScI/AURA), NASA/CXC/SAO, H. Richer (UBC) et al, WFPC2, HST, J. Shalf, Y. Zhang (UIUC) et al., GCCC, Super-Kamiokande Collaboration, Stanford University.



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