Físicos del Instituto Max Planck han desarrollado un detector novedoso utilizando azúcar de mesa común para buscar partículas de materia oscura ligeras conocidas como WIMPs. El experimento enfrió cristales de sacarosa a casi el cero absoluto, pero no detectó señales de las elusivas partículas después de 19 horas. Este enfoque se centra en interacciones con átomos de hidrógeno en el azúcar, ofreciendo un nuevo ángulo en la larga búsqueda para descubrir la materia oscura.
La existencia de la materia oscura se infiere de sus efectos gravitacionales en las galaxias, sin embargo, décadas de búsquedas de partículas masivas de interacción débil (WIMPs) —consideradas durante mucho tiempo como candidatas principales— no han dado resultados. Los detectores tradicionales buscan destellos de luz de interacciones de WIMPs con materia regular, asumiendo partículas de aproximadamente 2 a 10.000 veces la masa de un protón. Sin embargo, WIMPs más ligeras, que encajan menos perfectamente con las observaciones galácticas, podrían interactuar de manera más notable con átomos ligeros como el hidrógeno.
Para explorar estas posibilidades más ligeras, Federica Petricca y su equipo en el Instituto Max Planck de Física en Múnich, Alemania, crearon un detector a partir de cristales de sacarosa. Cada molécula de sacarosa contiene 22 átomos de hidrógeno, proporcionando un objetivo más denso que el hidrógeno puro, que es difícil de usar debido a su baja densidad. Los investigadores cultivaron los cristales a partir de una solución concentrada de azúcar durante una semana, luego los enfriaron a siete milésimas de grado por encima del cero absoluto —alrededor de 0.007 Kelvin—.
Monitorearon señales de materia oscura usando un termómetro ultrasensible para detectar pequeños aumentos de calor y un sensor de fotones para destellos de luz. La configuración funcionó durante 19 horas, registrando emisiones de luz consistentes con partículas más grandes pero ninguna señal más débil que pudiera indicar WIMPs ligeras.
"Los cristales de azúcar han sido configurados para buscar posibles interacciones de materia oscura con una sensibilidad notable", dice Carlos Blanco de la Universidad Estatal de Pensilvania. Él señala que podrían revelar retrocesos extremadamente pequeños de WIMPs ligeras, aunque no está claro si el experimento excluye completamente fuentes de fondo, como el radioactivo carbono-14 común en los azúcares.
Este resultado agridulce resalta la innovación continua en las búsquedas de materia oscura, detallada en un preprint en arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2510.00068). Aunque no hubo detección, el método amplía el conjunto de herramientas para búsquedas futuras.