El destello de un cristal brillante podría ayudarnos a encontrar WIMP más ligeros y responder preguntas pesadas sobre nuestro universo.
También conocido como partículas masivas de interacción débil, Los WIMPS son una partícula teórica de materia oscura, la materia misteriosa que representa el 85% de la masa de nuestro universo.
Sabemos que la materia oscura está ahí fuera simplemente nunca lo hemos detectado directamente.
"La materia oscura es uno de los mayores misterios de la física, "dice Stephen Derenzo, investigador del Berkeley Lab del Departamento de Energía de EE. UU. "Su existencia ha sido confirmada por muchas observaciones astronómicas a través de su fuerza gravitacional sobre las estrellas, galaxias y rayos de luz ".
Pero lo que queremos ahora es evidencia física de que existe materia oscura. Por eso estamos buscando WIMP.
Pero, ¿y si buscamos algo incorrecto?
El nombre WIMP implica un tamaño "masivo", pero en realidad estamos hablando de partículas subatómicas. Específicamente, algo más pesado que un protón.
Hemos estado buscando WIMP por encima de la masa de protones durante un tiempo, utilizando una "gran cantidad de experimentos enormes ... pero no se han confirmado señales, "dice Stephen.
Entonces, ¿qué pasa si los WIMP no son de este tamaño en absoluto? "No se sabe nada sobre su masa, y podrían ser mucho más ligeros, "Dice Stephen.
Si queremos buscar WIMP más ligeros, necesitaremos una forma de detectar señales mucho más pequeñas. Necesitaremos un detector que pueda responder a energías miles de veces más bajas de lo que esperábamos.
Ahí es donde entra en juego GaAs.
Arseniuro de galio al rescate
Con el fin de crear un detector WIMP más sensible, Stephen ha estado estudiando un cristal llamado arseniuro de galio (GaAs).
Los cristales de GaAs brillan cuando las partículas chocan contra ellos, y brillan más intensamente si se incluyen átomos de silicio y boro en los cristales. Cuando se modifica de esta manera, Los cristales de GaAs emiten un brillo detectable incluso en respuesta a un choque con partículas subatómicas de baja energía.
Aun mejor, no hay resplandor.
¿Y el factor decisivo? Los cristales de GaAs grandes y extremadamente puros están disponibles comercialmente.
Contando tus pollos de materia oscura
"Es difícil imaginar un mejor material para buscar [partículas de materia oscura] en este rango de masas en particular, "dice Stephen.
Por supuesto, un nuevo material detector requiere un nuevo detector. A Stephen le gustaría que se desarrollaran varios detectores WIMP nuevos, incluido uno que usa GaAs para buscar signos de materia oscura más clara.
Tiene la esperanza de que un detector así pueda descubrir la primera evidencia física de materia oscura, pero todavía no cuenta sus gallinas.
"Es un privilegio trabajar en un problema de física tan importante, pero la celebración habrá que esperar hasta que se vean señales claras, "Dice Stephen.
"Es posible que las partículas de materia oscura sean incluso más ligeras de lo que podemos ver con GaAs, y su descubrimiento tendrá que esperar a experimentos aún más sensibles ".
Este artículo apareció por primera vez en Particle, un sitio web de noticias científicas con sede en Scitech, Perth, Australia. Lea el artículo original.
