Novedades Educativas
Día mundial de la materia oscura por Xavier Bertou
Día mundial de la materia oscura por Xavier Bertou
Materia oscura, se busca
Con motivo del “Día mundial de la materia oscura”, que se celebra cada 31 de octubre desde 2017, el científico Xavier Bertou, coordinador internacional del proyecto ANDES, explica en esta nota qué es este tipo de materia invisible y misteriosa y cuáles son los métodos para detectarla. Además, se incluye información sobre los proyectos ANDES y Sierra Grande, y las actividades que se realizaron durante este día.
Fecha de publicación: 31/10/2019
El 31 de octubre no sólo se celebra “Halloween y el Día de los muertos” en muchos países del planeta, sino que también es el día elegido para celebrar el “Día mundial de la materia oscura”. En Argentina, al igual que en otros países del mundo, a lo largo del día se realizaron actividades sobre la temática. En esta nota, un investigador del área que vive en Bariloche, Argentina, cuenta de qué se trata este tipo de materia, qué métodos se pueden utilizar para detectar su invisible naturaleza y cuáles son los proyectos de investigación que se están impulsando en el país en este campo.
Ocurre que hay mucho más en el universo de lo que se puede observar utilizando diversos instrumentos, desde la Tierra o incluso desde el espacio. La tabla periódica de los elementos que se estudia en la escuela sólo describe el 4% de la materia, compuesta por los átomos, sus componentes conocidos, y algunas que otras partículas del llamado modelo estándar de la física de partículas. El restante 96% del universo está compuesto por materia oscura y energía oscura, algo de lo que se sabe aún muy poco.
INVISIBLE PERO PRESENTE
“La existencia de un nuevo tipo de materia, la materia oscura, es la mejor explicación que tenemos para entender lo que observamos en el universo. A casi todas las escalas, desde las galaxias, cúmulos de galaxias, grandes estructuras, y hasta el universo en su conjunto, observando su radiación de fondo, remanente del Big Bang, encontramos discrepancias grandes entre cómo se comporta lo que observamos y como debería hacerlo por la materia que vemos”, señala el Dr. en Astrofísica Xavier Bertou.
“Si suponemos que además de la materia conocida existe otra materia, en una relación del orden del 5 a 1, que no podemos ver pero que está presente, entonces todo cierra. Esa materia la llamamos materia oscura, ya que no la pudimos ver hasta ahora, solo pudimos inferir su existencia”, agrega el científico, que realizó su doctorado en la Universidad de París y es el coordinador del proyecto ANDES en Argentina, una iniciativa internacional que busca, entre otros temas, conocer más sobre este tipo de materia.
“Cualquier información sobre su naturaleza sería de la mayor importancia debido a su impacto enorme en toda la historia de la formación del universo”, remarca el astrofísico, que trabaja en el grupo de Partículas y Campos del Centro Atómico Bariloche y que dirige estudiantes de grado y posgrado en el Instituto Balseiro, una institución de educación pública dependiente de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y la Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO).
¿Por qué se llama así a la materia oscura? “No interactúa o interactúa muy poco con la materia común, por eso la llamamos oscura y se complica mucho su observación. De alguna manera, si interactuase más, se vería fácilmente en el universo y por ende no sería materia oscura”, explica Bertou, que nació en Francia y se nacionalizó argentino. En la actualidad, es investigador de la CNEA y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).
Si no es posible observarla directamente, entonces, ¿cómo se sabe que está allí? Como destaca Clifford Pickover en “El Libro de la Física” (Ed. Librero), el astrónomo Fritz Zwicky estaba estudiando en 1933 el movimiento de las galaxias y detectó que había cierta cantidad de material galáctico que afectaba el movimiento pero que no aparecía a la vista. Más de 30 años más tarde, la australiana Vera Rubin, observando el movimiento de la Galaxia Andrómeda, obtuvo la primera evidencia de la existencia de materia oscura por los mismos efectos que Zwicky había detectado, los efectos gravitacionales.
“Sea cual sea la composición de la materia oscura, no emite ni refleja la cantidad suficiente de luz o de otro tipo de radiación electromagnética” que permita que se la observe de modo directo, informa Pickover en el citado libro. Y agrega: “Los científicos infieren su existencia debido a los efectos gravitatorios que causa en la materia visible, por ejemplo en las velocidades de rotación de las galaxias”.
A LA CAZA DE LA MATERIA OSCURA
Otra pregunta que se puede hacer en torno a esta temática es cómo los científicos buscan detectar este tipo de materia. Bertou explica que hasta ahora existen tres métodos. El primero implica buscar señales de la existencia de materia oscura en el Universo más allá de los efectos gravitacionales. “Por ejemplo, uno podría imaginar que dos partículas de materia oscura se aniquilen y produzcan rayos gamas, y entonces observarlos en galaxias donde uno espera fuerte abundancia de materia oscura”, dice Bertou.
El segundo método implica producirla. “Al chocar partículas de enormes energías, hay posibilidad de producir materia oscura que uno no podría observar directamente, pero cuya presencia se podría inferir al observar una falta de conservación de la energía o de la impulsión”, explica el investigador.
El tercer método apunta a la construcción de delicados detectores que “se dediquen esperar observar un choque de una partícula de materia oscura con algún material blanco del detector”, agrega Bertou, quien se dedica desde hace ocho años a perfeccionar este tipo de detectores en el laboratorio Detección de Partículas y Radiación del grupo de “Partículas y Campos” del Centro Atómico Bariloche, de la Comisión Nacional de Energía Atómica.
En busca de sacar provecho del tercer método citado, utilizando detectores, varios países del hemisferio Norte cuentan con sus laboratorios subterráneos: en Japón está Kamioka; en Canadá, SNOLAB; en España, Canfranc, y en Estados Unidos, SURF y Fermilab. Mientras tanto, también hay iniciativas en el Sur.
Uno de los proyectos internacionales en el campo de la materia oscura en el hemisferio sur es “ANDES” (por las siglas en inglés de “Agua Negra Deep Experiment Site”), bajo la coordinación de Bertou. Se trata de un laboratorio subterráneo ubicado a 1750 metros de profundidad, en el túnel Agua Negra proyectado entre San Juan, Argentina, y Coquimbo, Chile. Se espera que abra en 2030.
“Se trata literalmente de estar dentro de la montaña, ya que estar ahí permite estar protegido de la radiación cósmica, uno de los tipos de radiación que existen en la superficie de la tierra”, explica Bertou. Allí se buscará detectar materia oscura y se trabajará con la física de neutrinos. “Se trata del laboratorio más importante del hemisferio sur en el campo de la materia oscura”, agrega el investigador.
Otro proyecto que se está llevando a cabo, también en Argentina, es el del laboratorio de Sierra Grande. Según informa su sitio web oficial, ese laboratorio estuvo en funcionamiento desde 1994 hasta 1997. Ahora se busca reactivarlo. Fue construido en uno de los túneles de la mina de hierro Hiparsa, a 380 metros de profundidad, en la provincia de Río Negro. “Durante aquel periodo la obtención de datos y su análisis apuntaron a la posible identificación de candidatos a materia oscura a través de múltiples métodos”, se informa en la descripción del proyecto.
En la actualidad, la mina ha sido puesta nuevamente en funcionamiento y desde el grupo dirigido por Bertou en el Centro Atómico Bariloche se está trabajando para reactivar también el laboratorio subterráneo. Nicolás Ávalos, estudiante avanzado e investigador del LabDPR, colabora en el desarrollo de un detector de partículas que será instalado en ese lugar (VER SUBNOTA “Un estudiante del Balseiro…”).
Ante la consulta de por qué es importante estudiar la materia oscura en particular y de qué está hecho el universo en general, Bertou reflexiona: “Las preguntas sobre el universo, como se formó, de que está constituido, cómo evoluciona, donde estamos, hasta porqué estamos, me parecen preguntas fundamentales como ser humano y creo que eso es lo que motiva muchos de nosotros en investigar el tema”.
CIENCIA Y SOCIEDAD
Charlas, conferencias y transmisiones en vivo son algunas de las actividades que se realizaron durante el jueves 31 de octubre en distintas ciudades del planeta en el contexto del Día mundial de la materia oscura. El Observatorio Austral Europeo (ESO) transmitió el documental “El Fantasma del Universo: la caza de la materia oscura”, con el objetivo de comunicar los principales descubrimientos de la materia oscura.
Bertou destaca que en Argentina, bajo la coordinación del Laboratorio de Detección de Partículas y Radiación del CAB y de ANDES, también se realizaron múltiples actividades. No es casualidad que la fecha de celebración coincida con Halloween, pues, según el sitio oficial del Día mundial de la materia oscura, se ha elegido esa fecha como una forma de llamar la atención sobre la “naturaleza evasiva, misteriosa y etérea de la materia oscura”.
“Coordinamos varias actividades, con los planetarios en Argentina, con la Universidad Nacional de San Martín, el Instituto Balseiro y otros centros de estudio, con la ayuda de nuestra estudiante María Belén Lovino”, detalla Xavier Bertou. Por ejemplo, estudiantes universitarios fueron invitados a presentar sus propias obras en formato digital sobre esta temática. Las piezas seleccionadas serán exhibidas en los sitios web oficiales y redes de las instituciones involucradas (VER RECUADRO “Actividades…”).
Ahora bien, según destaca la agencia espacial NASA, de los Estados Unidos, comprender qué es la materia oscura puede ayudar a su vez “a comprender la formación y la evolución de galaxias y cúmulos, además de entender el tamaño, la forma y el futuro del universo”. La materia oscura desafía al entendimiento humano y los científicos no se rinden: desde laboratorios bajo la tierra, dejan volar su imaginación con la meta de traspasar la frontera del conocimiento.
SUBNOTA
UN ESTUDIANTE DEL BALSEIRO DESARROLLA UN DETECTOR DE MATERIA OSCURA
Nicolás Ávalos, oriundo de Buenos Aires y de 24 años. es estudiante avanzado de la Licenciatura en Física del Instituto Balseiro. Actualmente trabaja en su proyecto integrador dirigido por Xavier Bertou: “El Experimento Dark Matter Daily Modulation”. Este proyecto se enmarca en la construcción del detector que se instalará en el laboratorio de Sierra Grande. “Mi colaboración se centra en todo lo necesario para la puesta en marcha del detector: armado de la cámara de vacío, la configuración de la placa de adquisición de datos, etc.”, detalla el joven.
Ávalos explica respecto al detector que se trata de un CCD (por las siglas en inglés de “Charge-Coupled Device”) que va a ser colocado a 400 m bajo tierra. “El objetivo del dispositivo es detectar la colisión de una “presunta partícula de materia oscura, (WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) contra los núcleos y electrones de la red de silicio que conforma al detector”, destaca.
Según indica el joven, en caso de detectar una señal, ésta se podrá ver en una imagen donde los eventos aparecen “como puntos blancos sobre un fondo negro”. Además, detalla que para obtener resultados óptimos es necesario reducir el ruido lo máximo posible: “Se necesita vacío, bajas temperaturas para evitar ruido térmico, aislarse de posibles fuentes radiactivas y un detector lo suficientemente sensible como para registrar eventos de muy baja energía. En todo esto se está trabajando en el laboratorio”.
Ávalos explica que el sistema solar produce, por su movimiento natural, un viento de materia oscura que viaja en la dirección opuesta. Sierra grande se ubica en un punto desde donde será posible detectar una modulación diaria que permitirá captar ese viento: “en un momento del día la materia oscura tiene que atravesar la tierra para llegar al detector y 12 hs más tarde se da la situación opuesta: la materia oscura llega directamente al sitio”, concluye el joven estudiante que continuará trabajando en este detector durante su tesis de Maestría en Ciencias Físicas, también en el Balseiro y en el laboratorio dirigido por Bertou.
Más información: http://andeslab.org/darkmatterday2019/
Por Carla Allegreti /Edición: Laura García Oviedo
Crédito imágenes: Photo by Juan from Pexels
Área de Comunicación Institucional
del Instituto Balseiro
San Carlos de Bariloche, 31/10/2019
En Facebook: www.facebook.com/InstitutoBalseiro
En Twitter: @IBalseiro / Contacto: prensa@ib.edu.ar
Más noticias: http://www.ib.edu.ar/index.php/comunicacion-y-prensa/noticias.html
Novedades Educativas
https://www.ib.edu.ar/index.php?option=com_k2&view=item&id=1503:materia-oscura-se-busca&Itemid=116
Un científico del Balseiro fue incorporado a la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Al físico Alberto Caneiro lo acaban de nombrar “Académico Correspondiente” de la Academia Nacional de Ciencia ...
Leer más
Proyectos del CONICET en Bariloche serán financiados por la Nación
Desde que comenzó la pandemia el sistema científico tecnológico se puso a disposición de la socied ...
Leer más
Docentes del Balseiro participan en el desarrollo de modelos computacionales sobre la pandemia de COVID-19
Los modelos matemáticos desarrollados por científicos con la ayuda de computadoras están ayudando a conocer y pred ...
Leer más
Río Negro encuesta a padres por la conectividad en el dictado virtual de clases
Educación de Río Negro remitió a los padres y a las madres, y para que contesten hasta el viernes, una encuesta re ...
Leer más
El Balseiro invita a un coloquio sobre barreras epidemiológicas
En una ciudad donde hay casos de COVID-19, ¿cuáles podrían ser los posibles resultados de implementar barreras epi ...
Leer más
La educación virtual de cuarentena complica a las personas con discapacidad
Las particularidades de la pedagogía virtual, que se convirtió en la opción excluyente para mantener en movimiento ...
Leer más
Nuevos contenidos del Plan de Lectura Río Negro
El Ministerio de Educación y Derechos Humanos puso a disposición de docentes, bibliotecarios y promotores literarios la s ...
Leer más
HOMENAJE Eddy Rapoport
El grupo de etnobiología del INBIOMA hicimos un video homenaje a nuestro querido maestro Eddy Rapoport ...
Leer más
Las escuelas no pondrán calificaciones numéricas mientras dure la pandemia
Los ministros de Educación de todos los distritos resolvieron que “no habrá calificaciones numéricas en el t ...
Leer más
Estudiantes, docentes y egresados del Balseiro participan en proyectos para enfrentar la pandemia
Hay muchas maneras de ayudar en esta época de pandemia de COVID-19. Integrantes de la comunidad académica del Instituto B ...
Leer más
Cursos gratuitos para hacer en casa
Música
Una de las primeras recomendaciones apuntan a la música, algo que todos disfrutamos pero no todos ...
Leer más
Abrió la inscripción para participar en la 10a edición del concurso IB50K 2020
Se realizó el lanzamiento de una nueva edición del Concurso de Planes de Negocio de Base Tecnológica IB50K. El per ...
Leer más
Del laboratorio al mercado: un docente y un doctorando del Balseiro fabrican tecnología de microelectrónica
Una empresa privada que fabrica equipos de litografía por láser tiene como principales impulsores a un docente y un estud ...
Leer más
Curso ESI para docentes
Este curso se estructura en cinco módulos y busca acercarte al contenido contemplado por la Ley de Educación Sexual Integ ...
Leer más
Extienden el plazo para la inscripción a las Becas Progresar hasta el 30 de abril
El Ministerio de Educación prórroga en la inscripción de las becas Progresar para quienes desean finalizar la Educ ...
Leer más
Cómo será la escuela después de la pandemia
Aulas de entre cuatro y ocho alumnos agrupados hacia los lados con el docente en el centro, menos horas de clase en funci&oacu ...
Leer más
El concurso IB50K invita a participar en dos nuevas charlas online
El concurso IB50K continúa su gira virtual e invita a participar de dos charlas informativas online que se realizarán en ...
Leer más
Avanza la convocatoria para 'Concejal por un Día 2020 - Construyendo democracia'
La organización del programa "Concejal por un Día-Construyendo Democracia 2020” del Concejo Municipal, busca l ...
Leer más
El concurso IBK50 acercó los detalles del certamen en tres jornadas online e invita a un workshop con Argentina Hackea
El Instituto Balseiro realizó en mayo actividades virtuales para convocar a jóvenes tecno-emprendedores a participar con ...
Leer más
Covid-19: políticas para reducir rápido la brecha digital educativa
El informe “¿Qué alianzas hay entre gobiernos y empresas de telecomunicaciones frente al COVID-19?”, ...
Leer más
Educación prepara protocolo para el regreso de las clases en Río Negro
El Ministerio de Educación y Derechos Humanos trabaja en la diagramación de un protocolo de organización y planifi ...
Leer más
Una profesora del Instituto Balseiro fue incorporada a la Academia de Ciencias de América Latina
La científica Karen Hallberg fue nombrada miembro de una prestigiosa institución latinoamericana que busca “promove ...
Leer más
Docentes de Bariloche crearon plataforma con 40 juegos para hacer en familia en cuarentena
“Te juego las cuarent(en)a: 40 juegos para estar más cerca durante el aislamiento”, así se llama la novedosa ...
Leer más
El concurso del Instituto Balseiro IB50K cumple 10 ediciones e invita a participar de una jornada virtual
El Concurso IB50K invita a emprendedores, jóvenes estudiantes, graduados y a interesados en general a una charla informativa onl ...
Leer más
Está abierta la inscripción a la Escuela Balseiro 2020 sobre materiales magnéticos
El Instituto Balseiro ya abrió la inscripción de su Escuela anual que realizada cada año en el mes de octubre. En ...
Leer más
Entrevista a Alberto Baruj, docente del Instituto Balseiro: La cuarentena en Argentina ha permitido ganar tiempo para fortalecer el sistema de salud
Entre tantas noticias y fake news, como se les llama a las noticias falsas que circulan por internet, esta entrevista realizada al doce ...
Leer más
24 cursos online gratuitos y en español de 5 de las mejores universidades del mundo que puedes hacer durante la cuarentena por el coronavirus
Ya sea porque te suspendieron las clases por la pandemia de coronavirus o porque simplemente estás con ganas de aprender algo nu ...
Leer más
La ganadora del Premio Desafía Tus Límites 2019 visitó el Balseiro
Una estudiante de Ingeniería Industrial de la Universidad Nacional de La Plata visitó el Instituto Balseiro como ...
Leer más
Educación inició nuevas propuestas de formación virtual
El Ministerio de Educación y Derechos Humanos inició este viernes (27/03) el dictado de tres propuestas de capacitaci&oac ...
Leer más
Entrevista con la investigadora Sandra Goñi: 'En el caso del coronavirus, tenemos mucho por saber'
Así lo expresó la investigadora Sandra Goñi, una de las profesionales que realizará diagnóstico de
Leer más