BEIJING, 30 nov (Xinhua) -- El satélite Explorador de Partículas de Materia Oscura de China detectó inesperadas señales misteriosas en su medición de rayos cósmicos de alta energía, lo que acerca a los científicos a comprender la materia oscura invisible.
El satélite Wukong, o Rey Mono, ha medido más de 3.500 millones de partículas de rayos cósmicos con la más alta energía de 100 teraelectronvoltios (un billón de veces la energía de la luz visible), incluyendo 20 millones de electrones y positrones, con una resolución de alta energía sin precedentes.
"El Explorador de Partículas de Materia Oscura abrió una nueva ventana para observar el universo de alta energía, lo que revela nuevos fenómenos físicos más allá de nuestro actual entendimiento", dijo Chang Jin, científico en jefe del satélite y subdirector del Observatorio de la Academia de Ciencias de China en la Montaña Púrpura.
Los resultados preliminares de la detección fueron publicados en el último número de la revista académica Nature.
"Esta es la primera vez que un experimento espacial reporta un espectro detallado y preciso de electrones y positrones de hasta cinco teraelectronvoltios. En este rango de energía encontramos características inesperadas e interesantes. Detectamos una ruptura del espectro en 0,9 teraelectronvoltios y un posible pico en 1,4 teraelectronvoltios", dijo Chang.
La medición precisa de rayos cósmicos, especialmente en el rango de muy alta energía, es importante para que los científicos busquen rastros de aniquilación o decadencia de materia oscura, así como para entender los fenómenos astrofísicos más energéticos del universo, como los pulsares, los núcleos activos de la galaxia y las explosiones de supernovas. "Nuestros datos podrían inspirar algunas nuevas ideas en la física de partículas y la astrofísica", señaló Chang.
La materia oscura, que no puede ser vista ni tocada, es uno de los grandes misterios de la ciencia. Los científicos calculan que la materia normal, como galaxias, estrellas, árboles, piedras y átomos, representan sólo un cinco por ciento del universo. Sin embargo, el 26,8 por ciento del universo es materia oscura y el 68,3 por ciento es energía oscura.
El 17 de diciembre de 2015, China puso en órbita a unos 500 kilómetros de la Tierra el Explorador de Partículas de Materia Oscura para buscar evidencia de la aniquilación o declive de las partículas de materia oscura en el espacio.
El Explorador de Partículas de Materia Oscura tiene la mayor cobertura de rango de energía y la resolución de más alta energía entre todas las sondas que buscan materia oscura en el espacio. Con base en los datos del satélite, los científicos dibujan el espectro de electrones y positrones de los rayos cósmicos.
Para su sorpresa, los científicos encontraron una ruptura alrededor de los 0,9 teraelectronvoltios y un extraño pico en cerca de 1,4 teraelectronvoltios en el espectro. "Nunca esperamos tales señales", dijo Chang.
"El pico podría indicar que existe una clase de partícula desconocida con una masa de cerca de 1,4 teraelectronvoltios", dijo Chang.
"Las 61 partículas elementales pronosticadas por el modelo estándar de la física de partículas han sido encontradas. Las partículas de materia oscura van más allá de la lista. De modo que si encontramos una nueva partícula elemental, sería un hito en la física", añadió.
Fan Yizhong, jefe adjunto diseñador del sistema de aplicación científica del satélite, dijo que "el pico en 1,4 teraelectronvoltios del espectro es muy inusual. Las señales podrían haber sido originadas por materia oscura o pulsares. Incluso si fueran de pulsares, sería un fenómeno astrofísico bastante extraño que nadie ha visto antes".
"Sin embargo, los datos de la señal extraña aún no son suficientes. Tenemos que recabar más datos para asegurarnos de que es real", añadió Chang.
Más de 100 científicos e ingenieros chinos, junto con algunos de Suiza e Italia, participaron en el desarrollo del Explorador de Partículas de Materia Oscura y en el análisis de sus datos.
Los investigadores descartaron la posibilidad de que las señales extrañas sean causadas por una falla en el funcionamiento de los detectores del satélite. Todos los análisis independientes de cinco equipos diferentes llegaron a la misma conclusión, dijo Chang.
La vida útil del satélite es de tres años, pero su desempeño ha sido bastante bueno, por lo que los científicos esperan que funcione mucho tiempo más. "El Explorador de Partículas de Materia Oscura de China seguirá recabando datos para ayudarnos a entender mejor la anomalía y podría ayudar a sacar la materia oscura de las sombras", dijo Chang.
Samuel Chao Chung Ting, galardonado con el Premio Nobel y líder del experimento del Espectrómetro Magnético Alpha (AMS-02) en la Estación Espacial Internacional, dijo que el Explorador de Partículas de Materia Oscura "es un muy buen experimento".
Bi Xiaojun, físico de partículas del Instituto de Física de Alta Energía de la Academia de Ciencias de China, dijo que las observaciones del satélite son importantes para ayudar a los científicos a entender mejor el origen de los rayos cósmicos.
"Los datos del satélite sobre el pico de 1,4 teraelectronvoltios todavía no son suficientes para declarar un descubrimiento físico. Si la señal puede ser confirmada con acumulación de datos, sería de gran importancia", indicó Bi.
"Podría ser explicado ya sea por la materia oscura o por una fuente astrofísica. Si utilizamos la materia oscura para explicarlo, la materia oscura sería diferente de lo que pensábamos. Se ajusta al popular modelo de materia oscura de partículas masivas de interacción débil, pero tiene algunas características especiales", añadió Bi.
Chen Hesheng, investigador de la Academia de Ciencias de China, dijo que incluso si es encontrada una posible partícula de materia oscura, todavía se necesitan otros experimentos como detección subterránea o experimentos con colisionadores para confirmar su existencia, lo que sería difícil.
