El Instituto de Astrofísica de Canarias ha recibido un reconocimiento internacional por el desarrollo del prototipo experimental DALI, un instrumento diseñado para investigar la materia oscura a temperaturas cercanas al cero absoluto. El avance técnico destaca los complejos retos de ingeniería criogénica y magnética necesarios para capturar partículas esquivas en el Observatorio del Teide.
Instituto de Astrofísica de Canarias
La búsqueda de los componentes invisibles que estructuran el universo ha dado un paso técnico importante. El ingeniero Elvio Hernández Suárez, quien se desempeña como jefe del Departamento de Mecánica del Instituto de Astrofísica de Canarias, fue distinguido con uno de los premios a la mejor presentación de póster en el congreso internacional SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2026, celebrado entre el 5 y el 10 de julio en Copenhague.
El galardón fue concedido dentro de la conferencia Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation, en una cita que reunió a más de 3.000 especialistas de centros científicos, universidades, observatorios, agencias espaciales y empresas tecnológicas.
Retos de ingeniería en el prototipo DALI
El reconocimiento no premia un descubrimiento de materia oscura, sino la resolución de los complejos obstáculos técnicos que implica construir un instrumento de alta sensibilidad. El trabajo premiado, titulado Engineering challenges in the integration of the DALI cryogenic dark-matter prototype, documenta las dificultades mecánicas, magnéticas, térmicas y de seguridad superadas durante la integración del prototipo experimental.
El dispositivo, cuyas siglas en inglés corresponden a Dark-photons & Axion-Like particles Interferometer, ha sido concebido para detectar posibles señales de dos candidatos hipotéticos a formar parte de la materia oscura: los axiones y los llamados fotones oscuros o parafotones. Estas partículas hipotéticas componen una parte fundamental de la masa del cosmos, aunque no emiten luz y nunca han podido observarse de forma directa, deduciéndose su existencia por los efectos gravitatorios que ejerce sobre galaxias y otras estructuras del Universo.
Funcionamiento a temperaturas criogénicas extremas
El instrumento pretende captar las débiles señales de microondas que podrían producirse cuando estas partículas atraviesan un intenso campo magnético y se transforman en fotones detectables, operando en un rango de frecuencias comprendido entre los 6 y los 60 gigahercios. Para lograrlo, uno de los principales desafíos consistió en integrar una matriz de 72 imanes dentro de un yugo ferromagnético de unos 350 kilogramos, garantizando la estabilidad bajo vacío, campos magnéticos intensos y temperaturas criogénicas. Durante el montaje surgieron inestabilidades magnéticas que obligaron a rediseñar procedimientos, incorporar sistemas adicionales de retención y establecer medidas específicas de seguridad.
Las pruebas demostraron que la estructura magnética alcanzó los 37 grados Kelvin, unos 236 grados bajo cero, mientras que algunos componentes del detector llegaron hasta los 10 grados Kelvin, aproximadamente 263 grados bajo cero. Este aislamiento térmico resulta indispensable para reducir el ruido térmico que podría ocultar las señales extremadamente débiles, implicando además resolver el comportamiento de los materiales al contraerse por el frío extremo para mantener la precisión.
Instalación prevista en el Observatorio del Teide
El proyecto continúa en fase de diseño y prototipado y, una vez completado, está previsto que DALI se instale en el Observatorio del Teide, donde podrá operar en un entorno protegido frente a interferencias de radiofrecuencia para avanzar en la búsqueda de los axiones y los fotones oscuros.
Centro de Investigación Subterránea de Sanford
A nivel global, los esfuerzos por desentrañar este misterio físico combinan diferentes aproximaciones experimentales. En Dakota del Sur, en Estados Unidos, funciona a 1.600 metros de profundidad en una antigua mina de oro el experimento Lux-Zeplin, considerado el detector más sensible de materia oscura creado hasta la fecha dentro del Centro de Investigación Subterránea de Sanford, el cual utiliza un tanque gigante llamado criostato con diez toneladas de xenón líquido.
Jeff Cherwinka, ingeniero jefe del proyecto, explicó que un criostato es como un termo. Entonces, el xenón es muy frío y debemos mantenerlo frío. Necesitamos un recipiente de metal grande en el que podamos poner diez toneladas de xenón líquido
.
Universidad de Maryland
La complementariedad entre los detectores de superficie y los grandes tanques subterráneos refleja la magnitud del desafío científico actual. Carter Hall, profesor de Física en la Universidad de Maryland, resaltó que para buscar este tipo muy raro de interacción, el trabajo número uno es deshacerse primero de todas las fuentes ordinarias de radiación, que desviarían el experimento
. Asimismo, indicó que «estamos buscando partículas exóticas que vienen del espacio exterior, pasando a través de la tierra. construimos un instrumento que creemos que será sensible para ver esas partículas. y si las vemos, va a revolucionar lo que sabemos sobre de dónde vino el universo, por qué se ve de la manera que lo hace, y qué constituye el universo en una escala muy pequeña, una escala incluso más pequeña que la atómica».
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