En un progreso importante en la búsqueda de la comprensión de la materia oscura, un equipo de físicos ha presentado un nuevo método de detección que depende de torio-229, un isótopo radiactivo. Esta investigación, publicada recientemente en Evaluación física xUtiliza la precisión de un reloj nuclear, un dispositivo que mide el tiempo debido a las oscilaciones de núcleos atómicos. El estudio fue realizado por científicos del Instituto de Ciencia Weizmann junto con colegas del Instituto Nacional de Metrología alemán, que marcó un posible punto de inflexión en la larga búsqueda para desentrañar los misterios de la materia oscura, que se cree que es aproximadamente el 80% de la masa del universo.
Dark Matter ha sido durante mucho tiempo un punto central de la investigación astrofísica, pero la detección directa sigue siendo difícil de alcanzar a pesar de las décadas de investigación. El método innovador con torio-229 puede ofrecer una sensibilidad sin precedentes a los efectos sutiles de la materia oscura. El profesor Gilad Pérez, del Instituto Weizmann, señaló que, aunque el objetivo final de construir un reloj nuclear completo permanece en el horizonte, el equipo ya ha tomado medidas para estudiar la presencia de materia oscura a través de nuevos métodos.
Tradicionalmente, la búsqueda de materia oscura depende en gran medida de técnicas como alta energía u observaciones de radiación cósmica. Sin embargo, los investigadores proponen que las características únicas del torio-229 pueden facilitar un estudio más preciso de la materia oscura. Este nuevo enfoque se centra en la frecuencia de resonancia del torio-229, que oscila entre los estados cuánticos. La resonancia puede ser influenciada por fuerzas externas y en este caso posiblemente debido a la presencia de materia oscura.
El torio-229 muestra una frecuencia de resonancia notablemente baja, de modo que sus situaciones nucleares pueden manipularse con la tecnología láser estándar, que se distingue de otros materiales nucleares que requieren métodos de excitación más intensos. Esta característica distintiva lo convierte en un candidato prometedor para desarrollar un reloj nuclear de la próxima generación que pueda detectar cambios increíblemente sutiles en las frecuencias de resonancia.
En su investigación, los investigadores proponen un método para detectar pequeños cambios en el espectro de absorción de torio-229, lo que puede ser una indicación de la presencia de materia oscura. El profesor Pérez explicó que en un universo con solo materia visible, el espectro de absorción de los materiales se mantendría estable. Debido a la omnipresencia de la materia oscura, las fluctuaciones cuánticas pueden, sin embargo, cambiar este espectro, revelando su existencia.
Además, el Dr. enfatizó Wolfram Ratzinger, otro autor del estudio, el desafío de detectar los efectos débiles de la materia oscura, estimado en un máximo de 100 millones de veces menos impactante que la gravedad. Dijo que medir los cambios en la frecuencia de resonancia solo sería insuficiente; Una investigación exhaustiva de todo el espectro de absorción es necesaria para registrar los efectos potenciales de la materia oscura.
Aunque hasta ahora no se han detectado cambios en el espectro de absorción, el equipo de investigación de Ratzinger establece las bases para futuros estudios que pueden identificar e interpretar estos cambios sutiles. Los investigadores siguen siendo la esperanza de que el progreso tecnológico haga posible la detección de estos cambios, lo que conduce a una comprensión más profunda de la materia oscura.
Las posibles aplicaciones de un reloj nuclear basado en torio-229 se extienden más allá de la detección de materia oscura. Si tiene éxito, esta tecnología podría causar una revolución en diversas áreas, incluida la navegación de la Tierra y el Espacio, la Gestión de la ética de la energía e investigación científica, al ofrecer un nivel de precisión sin precedentes en la valoración del tiempo. El profesor Pérez señaló que tal reloj podría medir efectivamente fuerzas de 10 billones de veces más débiles que la gravedad, lo que alcanza una resolución que excede las tecnologías actuales en un factor de 100,000.
Este desarrollo innovador abre nuevos caminos en la búsqueda para descubrir la materia oculta del universo y posicionar el torio-229 como una herramienta potencialmente importante en la exploración científica continua del cosmos.
