Un equipo internacional de investigadores, liderado por la Universidad de Zúrich y la Universidad Hebrea de Jerusalén, ha alcanzado una sensibilidad sin precedentes en la detección de partículas de materia oscura ligera con el experimento QROCODILE. Los hallazgos, publicados en Physical Review Letters, establecen nuevos límites en las interacciones de estas partículas con la materia ordinaria y abren nuevas vías en la física de partículas.
La materia oscura, que constituye aproximadamente el 85% de la masa del universo, sigue siendo uno de los grandes misterios de la ciencia. Su naturaleza invisible y su nula interacción con la radiación electromagnética la convierten en un objetivo esquivo. El experimento QROCODILE utiliza un detector superconductor de última generación capaz de medir depósitos de energía extremadamente débiles, hasta 0.11 electronvoltios, millones de veces menores que las energías habituales en experimentos de física de partículas. Esta capacidad permite investigar la existencia de partículas de materia oscura muy ligeras, con masas miles de veces menores que las estudiadas previamente.
Durante más de 400 horas de funcionamiento a temperaturas cercanas al cero absoluto, el equipo registró un número reducido de señales anómalas. Aunque estos eventos no pueden confirmarse aún como materia oscura —podrían deberse a rayos cósmicos o radiación de fondo—, ya permiten establecer nuevos límites en la interacción de la materia oscura ligera con electrones y núcleos atómicos. Una ventaja adicional del experimento es su capacidad para detectar la dirección de las señales entrantes, ya que se espera que las partículas de materia oscura lleguen con mayor frecuencia desde una dirección específica debido al movimiento de la Tierra a través de la galaxia.
La profesora Yonit Hochberg, una de las científicas líderes del proyecto, destacó la importancia de estos resultados: "Por primera vez, hemos establecido nuevos límites sobre la existencia de partículas de materia oscura particularmente ligeras. Este es un primer paso importante hacia experimentos de mayor envergadura que podrían, en última instancia, lograr la tan esperada detección directa". La siguiente etapa, denominada NILE QROCODILE, busca aumentar aún más la sensibilidad del detector y trasladar el experimento a un entorno subterráneo para protegerlo de la radiación cósmica.
Experimentos como QROCODILE son cruciales para desentrañar la naturaleza de la materia oscura, un componente fundamental del cosmos. Además, impulsan el desarrollo de tecnologías criogénicas y de detección de alta precisión con aplicaciones potenciales en otros campos científicos y tecnológicos.