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U.M.S.N.H. Año 12/Julio-Agosto/ No. 70
punto de observación en la Tierra. Es- galaxias tengan el tamaño que las
tas observaciones también confir- caracteriza en general, la materia
man que la cantidad de materia oscura debe ser lenta, un gas
luminosa de cúmulos galácticos de partículas lentas es frío.
no es suficiente para deflectar La materia oscura ha de ser
la luz de los cuásares y explicar fría.
el tamaño y constitución de las
lentes gravitacionales. Una Candidatos
vez más, resulta necesaria la Los neutrinos son buenos
materia oscura. candidatos, pero no son lentos.
Las velocidades a las que viajan son
La hipótesis cercanas a la de la luz, y al colapsar
Si se supone que existe la materia oscu- gravitacionalmente formarían estructu-
ra, responsable de la aceleración gravitatoria nece- ras más grandes que las galaxias. Descartados los
saria para explicar la estabilidad de los cúmulos de MACHOS y los neutrinos como la materia oscura,
galaxias, del movimiento del gas alrededor de una continúa la búsqueda del Vulcano de nuestro tiem-
gran cantidad de galaxias y de las lentes gravitacio- po, del sospechoso que podría explicar las obser-
nales, entonces es importante determinar su natu- vaciones. A la fecha no se conocen partículas que
raleza. Este es el problema de la materia oscura. cumplan con las propiedades que deben tener los
posibles candidatos, es decir, ser masivos, eléctri-
Propiedades que debe tener la materia oscura camente neutros, transparentes y que constituyan
Debe ser transparente, de lo contrario pro- un gas frío.
duciría sombras en los alrededores de las galaxias. El conjunto de partículas cuya existencia se
Una de las primeras hipótesis fue que la materia os- conoce está concentrado en el modelo estándar de
cura serían objetos poco visibles, como enanas café partículas elementales, el modelo más avanzado
o incluso hoyos negros, objetos llamados MACHOS de la Física subatómica. Las partículas son seis ti-
(acrónimo de Massive Compact Halo Objects); sin pos de quarks, tres leptones, el electrón, el muón y
embargo, fue descartada por predecir una cantidad la partícula tau, y un neutrino asociado a cada uno
de sombras mayor a la observada. Las partículas de de ellos; las partículas que permiten las interaccio-
materia oscura han de ser eléctricamente neutras, nes, el gluón, el fotón y los bosones Z y W. Final-
de lo contrario interactuarían con la luz y la materia mente, el bosón de Higgs cierra con broche dorado
de una galaxia, lo que habría permitido descubrir su la colección de partículas cuya existencia ha sido
presencia, distribución y otros efectos visibles. confirmada en los aceleradores de partículas.
Candidatos con estas propiedades son los Con esta colección de partículas se puede
neutrinos. Son eléctricamente neutros, interactúan explicar la existencia de protones y neutrones, con
débilmente con el resto de las partículas y se han ello los átomos, de ahí las interacciones en química,
detectado experimentalmente. En 1956, fueron en biología y en el resto de sus derivados. La mate-
descubiertos por Clyde Cowan y Frederick Reines. ria oscura no puede ser ninguna de estas partículas,
Originalmente, se planteó que no debieran tener de lo contrario se habrían detectado directamente
masa, pero en 1998, los experimentos Kamiokande por sus propiedades bien conocidas. Por tanto, un
concluyeron que sí podrían tener masa. En las reac- sitio para buscar candidatos está en los modelos
ciones nucleares del Sol se producen muchísimos, que generalizan el modelo estándar de partículas
todo el tiempo pasan por aquí, y debido a su débil elementales. Uno muy popular es el modelo de su-
interacción con la materia ordinaria, incluidos los persimetría, que propone la existencia de un con-
detectores de partículas, se detecta la presencia de junto de partículas supersimétricas con diversas
solamente una ínfima fracción de ellos. Si las partí- propiedades, algunas de las cuales cumplen con
culas de materia oscura constituyen un gas, cuyas las propiedades para ser la materia oscura y, por su
partículas se atraen según la ley de gravitación uni- débil interacción con las partículas conocidas, se le
versal, en caso de ser muy veloces, colapsan para conoce como partículas masivas débilmente in-
formar estructuras grandes, mientras que de ser teractuantes (WIMPS, Weakly Interacting Massive
lentas, forman estructuras pequeñas. Para que las Particles). Otro tipo de extensiones al modelo es-
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