A más de un kilómetro bajo tierra, en una vieja mina de oro de un pequeño pueblo australiano, un grupo de científicos está levantando un laboratorio que aspira a mirar donde nadie ha podido mirar antes. Su nombre es SABRE South, y su misión suena sencilla pero roza lo imposible: detectar las partículas que forman la materia oscura, ese componente misterioso del que, hasta ahora, solo intuimos su existencia.
Empieza la búsqueda. Para entender cómo hemos llegado hasta aquí, hay que viajar a 1998. Ese año, un experimento en el laboratorio subterráneo de Gran Sasso, en Italia, registró una señal extraña que algunos interpretaron como una pista de la materia oscura. Aquella observación, conocida como DAMA/NaI, encendió una carrera científica que no se ha detenido desde entonces.
Ahora, Australia entra en esa carrera global. Según ABC News Australia, SABRE South será el primer detector de materia oscura del hemisferio sur y comenzará a recopilar datos el próximo año. Su director, el físico Phillip Urquijo, explica que el objetivo es reproducir las observaciones italianas y comprobar si esas señales son reales o producto de interferencias del entorno.
Actualmente, otros tres equipos —en Italia, España y Corea del Sur— siguen intentando replicar el experimento original. Sin embargo, el proyecto australiano tiene una ventaja única: su localización en el hemisferio sur permitirá comparar los datos con los del norte y descartar efectos estacionales o locales.
El enigma del universo invisible. Impulsado por la Universidad de Melbourne y el ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, busca comprender la naturaleza de una sustancia que lo envuelve todo, pero que nadie ha visto nunca.
El Modelo Estándar de la física describe con precisión las partículas y fuerzas que conocemos, pero todavía deja demasiados huecos sin llenar. Uno de los más grandes es éste: ¿por qué las galaxias no se desintegran? ¿Qué las mantiene unidas si todo lo que vemos —planetas, estrellas, gas, polvo— apenas suma un 5% del universo? El resto está oculto a la vista. Los físicos calculan que alrededor de un 27% sería materia oscura y otro 68%, energía oscura. La física Elisabetta Barberio, directora del ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, lo explica sin rodeos: “Entre el 75 % y el 80 % del universo está hecho de algo que no podemos ver ni tocar. Este experimento nos acerca a descubrir de qué está hecha realmente la mayor parte del cosmos”.
Por ello, si SABRE South llega a detectar las WIMP —esas hipotéticas partículas masivas que interactúan débilmente—, estaríamos ante una nueva forma de materia y, quizás, ante una física que va más allá del Modelo Estándar. Dicho simple: demostraría que casi todo lo que existe tiene una estructura tangible. Y cada vez que la humanidad ha entendido una fuerza o partícula nueva, han aparecido tecnologías que antes parecían ciencia ficción: los semiconductores, los láseres o la resonancia magnética.
Una mina convertida en laboratorio cósmico. El experimento se desarrolla en el Stawell Underground Physics Laboratory (SUPL), excavado a 1.025 metros de profundidad una distancia que equivale a una protección de casi tres kilómetros de agua, suficiente para bloquear los rayos cósmicos y la radiación natural que puedan interferir con las mediciones.
El laboratorio está climatizado, cuenta con aire filtrado y dispone de conexiones de datos que enlazan con la Universidad de Melbourne. En su corazón, un detector del tamaño de una habitación alberga cristales de yoduro de sodio ultrapuros (NaI). Cuando una partícula WIMP choca con un átomo del cristal, produce un diminuto destello de luz, tan débil que dura apenas unos nanosegundos. Esos destellos son captados por tubos fotomultiplicadores (PMT), dispositivos capaces de transformar la luz en pulsos eléctricos medibles.
Los cristales están sumergidos en un líquido centelleador —alquilbenceno lineal (LAB)— que actúa como “veto”: si el LAB detecta luz al mismo tiempo que el cristal, se descarta el evento como ruido de fondo. Todo el sistema se encuentra sellado dentro de un tanque de acero inoxidable de baja radiactividad, rodeado por capas alternas de acero y polietileno, y vigilado desde arriba por un detector de muones.
Una máquina que se escucha a sí misma. SABRE South funcionará de forma casi autónoma. Según los informes técnicos del proyecto, el sistema registra en tiempo real la temperatura, la humedad, el voltaje de los detectores, el flujo de gas nitrógeno y hasta las vibraciones de la mina. Si algo se sale de los valores normales, genera una alerta automática. Además, la presencia humana será mínima: los científicos supervisarán los datos de forma remota y solo accederán al laboratorio para tareas puntuales de mantenimiento.
Antes incluso de su construcción, el funcionamiento del detector se simuló con el software GEANT4, una herramienta también utilizada por la NASA y el CERN. Estas simulaciones permitieron estimar los niveles de radiación de fondo y optimizar la sensibilidad del sistema. Cada pulso de luz captado será analizado con programas diseñados para distinguir entre ruido y posibles señales reales.
Algunos no son optimistas. En un estudio por la Universidad de Ottawa, el físico Rajendra P. Gupta plantea que lo que creemos ver como materia oscura podría ser solo un efecto matemático. Su modelo sugiere que las constantes fundamentales del universo podrían variar con el tiempo, y que la llamada “luz cansada” —la pérdida de energía de los fotones al viajar por el espacio— explicaría las observaciones que hasta ahora atribuimos a una masa invisible.
La espera del destello. Durante los próximos años, los cristales de SABRE South permanecerán en la penumbra de la mina, esperando un destello tan débil que apenas podría iluminar una mota de polvo. Si esa señal se confirma, sería la primera huella directa de materia oscura, el pegamento invisible que mantiene unidas las galaxias. Pero si no aparece, también será una respuesta: una señal de que quizá el universo funciona de una manera que aún no comprendemos.
Como detalló la física teórica Nicole Bell, de la Universidad de Melbourne: “Este proyecto representa la búsqueda definitiva para entender el mundo en el que vivimos”. Y tal vez, en ese diminuto destello bajo tierra, la humanidad encuentre la respuesta a una pregunta que lleva décadas persiguiendo: ¿de qué está hecho, en realidad, el universo?
Imagen | SABRE South
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