El equipo internacional que opera el Espectrómetro Electromagnético Alfa (AMS) presentó hoy en un seminario en el CERN sus primeros resultados en su búsqueda de materia oscura. En un artículo que será publicado en Physical Review Letters, AMS informa de la observación de un exceso de positrones en el flujo de rayos cósmicos. El CIEMAT coordina la participación española en el experimento situado en la Estación Espacial Internacional, con el apoyo del CPAN. En España también participa el iAC y el CDTI.
Los resultados de AMS se basan en unos 25.000 millones de eventos registrados, incluyendo 400.000 positrones con energías entre 0,5 y 350 GeV (gigaelectronvoltios), obtenidos en un año y medio de AMS en el espacio, lo cual representa el registro más abundante de partículas de antimateria recogido en el espacio. La fracción de positrones aumenta de 10 a 250 GeV, aunque el incremento se reduce en un orden de magnitud en el rango 20-250 GeV.
Los datos no muestran variaciones significativas en el tiempo, así como ninguna dirección más común. Estos resultados son compatibles con los positrones originados en la aniquilación de partículas de materia oscura en el espacio, pero no son lo sufucientemente definitivos como para descartar otras explicaciones.
"Estos resultados son la medida más precisa del flujo de positrones de rayos cósmicos obtenidos hasta la fecha, y muestran claramente el poder y las habilidades del detector AMS", dijo el portavoz de AMS Samuel Ting. "En los próximos meses, AMS será capaz de decirnos de forma definitiva si estos positrones son una señal de materia oscura o si tienen otro origen".
Más medidas
Los rayos cósmicos son partículas de alta energía cargadas que permean el espacio. El experimento AMS está diseñado para estudiarlos antes de que interactúen con la atmósfera de la Tierra. Hace veinte años se detectó un exceso de antimateria en el flujo de antimateria que llega del espacio, aunque su origen sigue sin ser explicado. Una posibilidad, predicha por por una teoría llamada Supersimetría, es que los positrones podrían ser producidos cuando dos partículas de antimateria colisionan y se aniquilan.
Asumiendo una distribución uniforme de partículas de materia oscura, esta teoría predice las observaciones realizadas por AMS. Sin embargo, la medida de AMS no puede descartar aún la explicación alternativa de que los positrones se originan en púlsares distribuidos a lo largo del plano galáctico. Las teorías supersimétricas predicen también un corte en el flujo de positrones a energías más altas del rango de masa de partículas de materia oscura, aunque esto aún no ha sido observado. En los próximos años, AMS refinará más la precisión de sus medidas y clarificará el comportamiento de la fracción de positrones por encima de 250 GeV.
"Cuando llevas un nuevo instrumento de precisión a un nuevo medio tiendes a ver muchos nuevos resultados, y esperamos que este sea el primero de muchos otros", dijo Ting. "AMS es el primer experimento en medir con una precisión de un 1% en el espacio. Este nivel de precisión nos permitirá determinar si nuestra observación actual de positrones tiene origen en materia oscura o en púlsar".
Colaboración
La matería oscura es uno de los misterios más importantes de la Física hoy día. Representa más de una cuarta parte del balance masa-energía del Universo, aunque solo puede ser observada indirectamente a través de su interacción con la materia visible, por lo que aún no ha sido detectada directamente. La búsqueda de materia oscura se lleva acabo en experimentos situados en el espacio como AMS y en otros situados en la Tierra, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y un amplio rango de experimentos instalados en laboratorios subterráneos.
"El resultado de AMS es un gran ejemplo de la complementariedad de los experimentos en Tierra y en el espacio", dijo el director general del CERN, Rolf Heuer. "Trabajando en equipo, creo que podemos confiar en resolver el enigma de la materia oscura en los próximos años".
