Depende de lo que quieras decir con ‘detectar’.
Como mencionó, la materia oscura debería formar una gran proporción de la densidad de energía del universo, lo que sugeriría que es muy abundante o que tiene una gran cantidad de energía (masa). En cualquier caso, debe ejercer un efecto gravitacional significativo.
Y lo hace, así es como sabemos sobre la materia oscura en primer lugar. Puede ver la enorme lista de evidencia observacional de la materia oscura vinculada a continuación [1], y todos ellos se basan en la observación de efectos gravitacionales significativamente más de lo que la materia ‘brillante’ ordinaria puede explicar.
- ¿Cuál es la mejor y más fácil forma de explicar qué es un elemento atómico?
- Si fuera posible fabricar antimateria a una escala lo suficientemente grande, ¿una planta de energía antimateria sería económicamente práctica?
- Incluso en el vacío, hay una sopa de partículas subatómicas (espuma cuántica), pero ¿existe un lugar donde no haya absolutamente NADA?
- ¿Qué le sucedería al fotón si dejara de moverse (su velocidad es de 0 m / s)?
- ¿Por qué los neutrones son neutros, los electrones negativos y los protones positivos? ¿Por qué las partículas se atraen y repelen?
El problema es que este tipo de detección no es lo suficientemente bueno. Primero, hasta que descubramos qué es la materia oscura, todavía existe la posibilidad de que nuestra comprensión de la gravedad sea incorrecta. Esto significaría que obtuvimos toda nuestra evidencia gravitacional de la materia oscura solo porque nunca entendimos realmente la gravedad en primer lugar. Sin embargo, nuestra comprensión actual (relatividad general) está extremadamente bien probada, y es difícil creer que podamos estar tan equivocados cuando la relatividad general no ha tenido ni un rasguño hasta la fecha. Se necesitaría algo extraordinario para que esto sea cierto.
Más importante aún, es posible que sepa que está allí, pero no sabe qué es, y en este momento hay al menos 3 candidatos viables de materia oscura en los que puedo pensar (y apenas soy un experto). Los efectos gravitacionales pueden darle alguna pista sobre su identidad, pero no mucho (sospechamos, por ejemplo, que es probable que la materia oscura sea ‘fría’). Lo que necesita es alguna forma de interacción que produzca efectos no gravitacionales que podamos detectar y usar para determinar sus propiedades (masa, interacción con partículas regulares, etc.). Luego podemos descubrir cómo encaja esto con el resto de las partículas que ya conocemos en el Modelo Estándar.
Pero esto es difícil, porque la materia oscura no interactúa electromagnéticamente de manera significativa (de ahí el nombre ‘oscuro’), y la interacción electromagnética es lo único en lo que somos extremadamente buenos para identificar. Los experimentos destinados a captar WIMP (partículas masivas que interactúan débilmente), una de las principales posibilidades de lo que es la materia oscura, intenta detectarla a través de la interacción débil. Por lo general, esto implica obtener enormes cubas de materiales caros y muy puros (germanio, xenón), aislarlos muy bien bajo tierra y esperar que las partículas de materia oscura choquen básicamente con los átomos. Pero hasta ahora no hemos podido detectar nada [2]. Se espera que el LHC tenga una energía suficientemente alta para producir partículas predichas por la supersimetría, siendo la partícula supersimétrica más ligera un WIMP, pero eso tampoco se ha visto todavía. La única pista en este momento proviene de una serie de resultados positivos de varios experimentos, todos contradictorios por otros experimentos.
Es confuso y difícil, pero nunca se sabe, y si lo encontramos, será realmente emocionante.
[1] Materia oscura
[2] Ver experimentos como el experimento de xenón subterráneo grande
