A la caza del «simetrón», la partícula que explicaría la Energía Oscura

Por supuesto, existen un buen puñado de tentativas, que en forma de teorías son las «armas» con las que los físicos intentan desentrañar el misterio de esa expansión acelerada. Y una de ellas es la que presupone la existencia de un «campo de simetrones» que impregnaría todo el espacio de forma muy similar a como lo hace el campo de Higgs.

Para poner a prueba esa teoría, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Viena ha desarrollado un experimento capaz de medir, con la ayuda de neutrones, incluso la presencia de las fuerzas más débiles. Con la esperanza de hallar evidencias del simetrón, los físicos tomaron medidas durante más de cien días en su laboratorio del Instituto Laue-Langevin. El experimento se describe con todo detalle en un artículo recién publicado en Nature Physics .

Pero los simetrones no aparecieron . Y aunque este no es el final de la teoría, lo cierto es que excluye la posibilidad de que los simetrones existan en una amplia gama de parámetros. De forma que la tan ansiada energía oscura tendrá que explicarse de un modo diferente.

Según Hartmut Abele, investigador principal del proyecto, la teoría del simetrón proporciona una explicación particularmente elegante para la materia oscura. «Ya tenemos pruebas del campo de Higgs, y el campo del simetrón está muy relacionado». Sin embargo, igual que sucedió con la partícula de Higgs, cuya masa no se conocía hasta que se confirmó la existencia de la partícula, las propiedades físicas de los simétrones no pueden predecirse con precisión.

Tal y como explica Abele, «nadie puede decir cuál es la masa de los simetrones, ni cómo de fuerte interactúan con la materia normal. Es por eso que es tan difícil probar su existencia, o inexistencia, de forma experimental».

Por lo tanto, los científicos avanzan en este campo extremando las precauciones , de un experimento a otro, probando diferentes rangos de parámetros . Por ejemplo, ya estaba claro que, de entrada, se podían excluir varios rangos, ya que los simetrones con alta masa y bajas constantes de acoplamiento no pueden existir sin que las investigaciones realzadas con átomos de hidrógeno hubieran dado resultados diferentes a los obtenidos. De forma similar, los simetrones en ciertos rangos con constantes de acoplamiento muy altas también pueden excluirse, ya que ya se habrían detectado en otros experimentos.

Dicho lo cual, todavía queda un amplio margen de rangos en los que los simetrones podrían existir, y eso es precisamente lo que el equipo ha buscado este experimento.

Una corriente de neutrones extremadamente lentos se disparó entre dos superficies de espejo. Los neutrones se pueden encontrar en dos estados físicos cuánticos diferentes. Las energías de estos estados dependen de las fuerzas ejercidas sobre el neutrón, y esto es lo que hace que esta partícula sea un detector de fuerza tan sensible. Si la fuerza que actúa sobre el neutrón justo por encima de la superficie del espejo es diferente de la fuerza que impera más arriba, sería un fuerte indicador de la existencia de un campo de simetría. Los investigadores calcularon la influencia que debería tener un campo de simetría sobre el neutrón . Pero no fueron capaces de observar ese efecto, y ello a pesar de la extrema precisión de la medición.

De forma que, por el momento, las cosas no parecen ir demasiado bien para la teoría del campo del simetrón, aunque es demasiado pronto para excluir por completo su existencia. «Hemos excluido un amplio dominio de parámetros -explica Abele-. Si hubiera simetrones con propiedades en este dominio, los habríamos encontrado». Sin embargo, para cerrar las lagunas que aún quedan, la ciencia necesita de medidas aún mejores. Eso, o un descubrimiento importante e inesperado que brinde una solución completamente diferente al misterio de la energía oscura.