La materia oscura sigue siendo uno de los mayores enigmas de la física moderna. Durante más de cuarenta años, los científicos han buscado comprender de qué está compuesta aproximadamente el 85% de la materia del universo, sin éxito. Los candidatos clásicos, como los axiones o las WIMP, aún no han sido detectados. Sin embargo, una nueva teoría sugiere una vía radicalmente diferente: los gravitinos superlourds cargados, partículas predichas por una versión extendida de la supergravedad, podrían ser extremadamente masivos y eléctricamente cargados, y convertirse en la clave para resolver el misterio de la materia oscura.
Una teoría que conecta partículas y gravedad
La supergravedad N=8 es una fascinante teoría matemática formulada en las décadas de 1970 y 1980, que combina las partículas conocidas del Modelo Estándar con la gravedad. Contiene no solo quarks y leptones, sino también partículas gravitacionales como el gravitón y sus compañeros, los gravitinos. Esta estructura ofrece una simetría excepcional y podría explicar por qué el Modelo Estándar contiene exactamente seis quarks y seis leptones, sin necesidad de nuevas partículas.
Krzysztof Meissner y Hermann Nicolai revisitaron recientemente esta teoría para corregir un detalle crucial: las cargas eléctricas de las partículas predichas. Su trabajo condujo a la aparición de una simetría más general, K(E10), y a la predicción de gravitinos superlourds cargados. Estas partículas, aunque masivas hasta alcanzar miles de millones de veces la masa de un protón, no pueden desintegrarse y podrían constituir una forma de materia oscura muy diferente a todo lo que se ha considerado hasta ahora.
Candidatos a la materia oscura inesperados
A diferencia de las WIMP o los axiones, que son eléctricamente neutros, estos gravitinos estarían cargados, con algunas cargas de ±1/3 o ±2/3. Su colosal masa los hace extremadamente raros en el universo, lo que significa que no emiten luz y escapan a las restricciones clásicas sobre la materia cargada. Su extrema rareza, por supuesto, complica su detección, pero también los hace compatibles con las observaciones astronómicas.
Los científicos han identificado que dos de los ocho gravitinos cargados podrían constituir la mayoría de esta forma de materia oscura. Los seis gravitinos restantes, aunque presentes, serían mucho más raros. Estas partículas abren, por lo tanto, una nueva perspectiva para la investigación de la materia oscura, proponiendo un candidato masivo, estable y cargado, radicalmente diferente de las propuestas clásicas.
Hacia una detección experimental
La detección de estos gravitinos no será fácil, pero surgen soluciones gracias a los detectores de neutrinos subterráneos. Instalaciones como JUNO en China o DUNE en Estados Unidos, diseñadas inicialmente para estudiar los neutrinos, también podrían detectar las trazas dejadas por el paso de gravitinos en sus centelleadores líquidos. El detector JUNO, por ejemplo, contiene 20.000 toneladas de un líquido orgánico sintético en un tanque esférico de 40 metros de diámetro, equipado con más de 17.000 fotomultiplicadores.
Simulaciones recientes que combinan física de partículas y química cuántica avanzada muestran que la señal producida por un gravitino sería única y reconocible, imposible de confundir con otras partículas conocidas. Estos análisis tienen en cuenta la radiactividad natural, la absorción de fotones y las características específicas de los detectores, garantizando la fiabilidad de los resultados. Si los gravitinos fueran detectados, esto constituiría no solo el descubrimiento de la materia oscura, sino también la primera prueba experimental de una física cercana a la escala de Planck, un paso de gigante hacia la unificación de la gravedad y la física de partículas.
Una nueva era para la física fundamental
Si estas partículas masivas se confirman, ofrecerían una visión directa de una física aún desconocida, conectando la estructura de las partículas elementales y la gravedad. La combinación de teoría avanzada y dispositivos experimentales innovadores muestra cómo la ciencia moderna puede explorar conceptos que antes se consideraban puramente teóricos. La búsqueda de gravitinos superlourds marca, por lo tanto, un punto de inflexión potencial en la comprensión del universo y podría transformar nuestra concepción de la materia oscura.
