La materia nos rodea día y noche en todas sus formas:árboles, casas muebles, e incluso el aire que respiramos. Pero, según los físicos, la materia visible que nos es familiar sólo puede representar aproximadamente el 20 por ciento de todo el material del universo. Según la teoría actual, hasta el 80 por ciento puede ser materia oscura. Esta afirmación se basa en varias observaciones, una de las cuales es que las estrellas y galaxias giran mucho más rápido de lo que lo harían si solo hubiera materia "normal" presente en el universo.

La materia oscura podría estar hecha de axiones.

Tiempo extraordinario, Los científicos han desarrollado diferentes teorías para explicar exactamente de qué podría estar hecha esta misteriosa materia oscura. Entre los candidatos potenciales que entran en cuestión se encuentran las partículas masivas o WIMP que interactúan débilmente. Los investigadores han pasado muchos años tratando de localizarlos con detectores de partículas, todavía sin éxito. Muchos años atrás, sin embargo, los científicos propusieron una alternativa:una clase de partículas llamadas axiones, que son significativamente más ligeras que otras partículas. Según la teoría, el campo de estas partículas oscila, lo que significa que varía continuamente. La frecuencia de esta oscilación es proporcional a la masa de las partículas, y, ya que es extremadamente bajo, la frecuencia también debe ser baja. Pero nadie sabe todavía si ese es el caso. El problema es que es probable que la oscilación del campo pase por un ciclo completo una vez al año que un billón de veces por segundo.

Detectar axiones con la ayuda del cambio de espín nuclear

Investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) han encontrado una forma de detectar axiones con la ayuda del programa Cosmic Axion Spin Precession Experiment (CASPEr). "Estamos explotando el potencial de la resonancia magnética nuclear, ", explicó el profesor Dmitry Budker del Instituto de Física de JGU y el Instituto Helmholtz de Mainz." Esto significa que podemos identificar el giro de los núcleos dentro de las moléculas, o, más concretamente en nuestro caso, dentro del isótopo de carbono C13 y el hidrógeno ". La suposición básica es que la materia oscura puede influir en el giro de los núcleos, proporcionando así a los investigadores una forma de rastrearlo. El giro, sin embargo, también puede verse influenciado por el campo magnético de la Tierra. Los investigadores utilizan un blindaje sofisticado para suprimir el campo magnético; sin embargo, incluso el mejor blindaje en imperfecto. Por lo tanto, los físicos deben decidir qué proporción de los cambios de espín observados se deben a la materia oscura y cuáles al campo magnético de la Tierra. Esto llevó al equipo de científicos a desarrollar su nueva configuración de comagnetómetro. El principio subyacente a la técnica es el hecho de que las moléculas generalmente contienen diferentes tipos de núcleos atómicos. Como los diversos núcleos reaccionarán al campo magnético y la materia oscura en diferentes grados, es posible diferenciar entre estas influencias.

Ahora se ha investigado una parte del posible rango de frecuencias.

El equipo de la Universidad de Mainz ha examinado el rango de frecuencias desde unas pocas oscilaciones por año hasta 18 oscilaciones por hora; hasta ahora, sin encontrar evidencia del efecto de la materia oscura. "Es como buscar un anillo perdido en un vasto jardín, "dijo Budker." Ya hemos registrado parte del jardín, de modo que ahora sabemos que aquí es donde no se encuentra el anillo, el axión. Esto nos ha permitido reducir considerablemente el rango en el que esperamos encontrar el axión, y ahora podemos centrar nuestra búsqueda en otros rangos ".