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NASA, ESA, M. J. Jee and H. Ford et al. (Universidad Johns Hopkins)

Computación

Lo que la falta de muertes inexplicables revela sobre la materia oscura

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Una investigación defiende que los humanos podrían ser detectores de la materia oscura porque el impacto de una macropartícula sería similar al de una herida de bala. Que no se hayan descubierto muertes por ese motivo puede indicar que las partículas de esta misteriosa materia tienen un pequeño tamaño

  • por Emerging Technology From The Arxiv | traducido por Ana Milutinovic
  • 12 Agosto, 2019

Los astrónomos tienen un rompecabezas en sus manos. El universo parece estar lleno de partículas que ejercen una fuerza gravitacional, pero que no se pueden ver. La llamada materia oscura debe existir porque, sin ella, las galaxias simplemente se dispersarían a medida que rotan.

Entonces, en este instante, nuestro sistema solar debe estar surcando un vasto mar de materia oscura, y los físicos están desesperadamente intentando encontrarlo. Pero si algo no se puede ver, ¿cómo detectarlo?

La respuesta es que la materia oscura debería chocar con la materia visible de vez en cuando. Por ello, el truco está en buscar pruebas de estas colisiones.

Exactamente cuál será esta evidencia es un gran tema de debate. Pero ya tenemos los resultados de la primera búsqueda de pruebas de que las partículas relativamente grandes de materia oscura, llamadas macropartículas o macros, podrían estrellarse contra los humanos y matarlos.

"La analogía más parecida a una macrocolisión con un ser humano es una herida de bala", aseguran el investigador de la Universidad Case de la Reserva Occidental (EE. UU.) Jagjit Sidhu y sus compañeros.

Eso ha dado a los investigadores una idea interesante. Explican que la humanidad es una especie de detector de materia oscura, en el sentido de que cualquier herida inexplicable similar a las provocadas por un arma de fuego podrían ser la prueba de macros de materia oscura. De hecho, la tasa de mortalidad por este tipo de lesión daría una buena idea de lo común que debe ser este tipo de materia oscura.

Primero algunos antecedentes. Nuestro sistema solar actualmente orbita la galaxia a una velocidad aproximada de 250 kilómetros por segundo. Si existe materia oscura, la Tierra debe navegar a través de ella a una gran velocidad, con colisiones inevitables.

Si la materia oscura está hecha de pequeñas partículas, las colisiones serán menores y tal vez provoquen un ligero aumento en la temperatura de un cristal, por ejemplo. Numerosos experimentos están buscando pruebas de este tipo de calentamiento, hasta ahora sin éxito.

Sin embargo, las partículas más grandes dejarían una huella muy diferente. Los físicos han buscado evidencia de colisiones con macropartículas con una masa característica de unas pocas decenas de gramos.

Lo han hecho estudiando un mineral de silicato llamado mica, que tiene una estructura casi perfecta de grano fino. Si una macro pasara a través de dicha estructura, dejaría una pista que debería ser fácilmente identificable bajo un microscopio.

Cualquier depósito de mica en la superficie de la Tierra habría tenido suficiente tiempo para colisionar con macros. Pero los físicos no han encontrado pistas ni evidencia de colisiones y eso descarta las macros de ese tamaño.

Las macros más grandes, con una masa característica de hasta 50 kilogramos, tendrían un mayor poder destructivo. Sidhu y sus compañeros dicen que una analogía sería con las balas disparadas de un rifle del calibre 22, el más pequeño de uso común. "Las balas causan lesiones al cuerpo humano por una combinación de cavitación permanente, cavitación temporal y ondas de presión", explican.

Sin embargo, las macros son bastante diferentes de las balas, particularmente en su velocidad y tamaño. Es probable que viajen a velocidades hipersónicas y tengan una sección transversal mucho más pequeña que las balas, de solo unos pocos micrómetros.

Así que las macros tendrán un efecto destructivo diferente. "Un impacto con una macro normalmente calienta el cilindro de tejido a lo largo de su camino a una temperatura de 107 grados Kelvin, lo que resulta en un cilindro de plasma en expansión dentro del cuerpo", prosiguen Sidhu y sus compañeros.

El equipo continúa derivando una fórmula que calcula la cantidad de impactos dada la cantidad de macropartículas en nuestra región de la galaxia y la cantidad de humanos que pueden examinar durante un cierto periodo.

En este estudio, Sidhu y su equipo analizaron poblaciones de humanos monitorizadas en EE. UU., Canadá y Europa Occidental durante los últimos 10 años. Y su resultado principal es que no hay evidencia de macrocolisiones con humanos.

Esto establece un límite importante sobre lo grandes que pueden ser las macros. "Nuestros resultados limitan las macros a tamaños físicos tan pequeños como varias micras y masas de menos de 50 kilogramos", concluyen. Y cuando este resultado se combina con las búsquedas en mica, se descarta un rango importante de macromasas y escalas.

Se trata de un trabajo interesante que muestra cómo se pueden utilizar los datos que de otra forma serían inocuos para arrojar luz sobre uno de los grandes e inexplicables misterios de nuestro tiempo. La ausencia de las muertes inexplicables similares a las provocadas por disparos en humanos es algo por lo que todos deberíamos estar agradecidos, especialmente los cosmólogos y los físicos de partículas.

Ref: arxiv.org/abs/1907.06674 : Death by Dark Matter

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