{"id":23357,"date":"2026-04-22T09:46:44","date_gmt":"2026-04-22T07:46:44","guid":{"rendered":"https:\/\/igfae.usc.es\/igfae\/?p=23357"},"modified":"2026-04-22T13:53:40","modified_gmt":"2026-04-22T11:53:40","slug":"un-cristal-de-laboratorio-para-intentar-ver-materia-oscura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/igfae.usc.es\/igfae\/es\/un-cristal-de-laboratorio-para-intentar-ver-materia-oscura\/","title":{"rendered":"Un cristal de laboratorio para intentar ver materia oscura"},"content":{"rendered":"

La materia ordinaria representa apenas el 5% del Universo. El resto sigue siendo un misterio para la Humanidad: no sabemos qu\u00e9 la compone, ni c\u00f3mo se comporta. Se estima que la mayor parte es energ\u00eda oscura, y el resto (alrededor de un 27%) es la materia oscura, una sustancia que tiene masa, y que se delata por su atracci\u00f3n gravitatoria sobre las galaxias, pero que no emite ni absorbe luz y que nunca ha sido detectada directamente en un laboratorio.<\/p>\n

Sin embargo, la comunidad cient\u00edfica no desiste e insiste, desde muy diversas perspectivas, para observar alguna se\u00f1al. Gonzalo Alonso-\u00c1lvarez, investigador Ram\u00f3n y Cajal en el Instituto Galego de F\u00edsica de Altas Enerx\u00edas (IGFAE), centro mixto de la USC y la Xunta de Galicia, ha participado en un experimento para intentar detectar axiones, un tipo de part\u00edculas hipot\u00e9ticas que son candidatas para formar la materia oscura. Los axiones, de existir, ser\u00edan extremadamente ligeros (miles de millones de veces m\u00e1s ligeros que el electr\u00f3n) e impregnar\u00edan el espacio como un campo invisible y ondulante, produciendo perturbaciones peri\u00f3dicas y muy sutiles en el interior de ciertos n\u00facleos at\u00f3micos.<\/p>\n

Iones atrapados en un cristal cerca del cero absoluto<\/strong><\/p>\n

En el experimento se utilizaron iones de europio-153 embebidos en un cristal de silicato de itrio, enfriado a -268 \u00b0C. Seg\u00fan explica el investigador del IGFAE, \u201cel europio-153 tiene un n\u00facleo con una forma especial que lo hace particularmente sensible a la perturbaci\u00f3n que producir\u00eda un campo de axiones\u201d.<\/p>\n

Mediante espectroscop\u00eda de precisi\u00f3n, los investigadores monitorizaron los niveles de energ\u00eda de los espines nucleares del europio, buscando esa se\u00f1al caracter\u00edstica que dejar\u00eda la materia oscura. El an\u00e1lisis estad\u00edstico fue dise\u00f1ado para aprovechar las propiedades espec\u00edficas de esa se\u00f1al \u2014 oscilante y coherente, con caracter\u00edsticas determinadas por la f\u00edsica del campo gal\u00e1ctico de axiones \u2014 lo que permite distinguirla del ruido aleatorio del experimento.<\/p>\n

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Ilustraci\u00f3n esquem\u00e1tica del aparato experimental usado para la detecci\u00f3n de materia oscura axi\u00f3nica. Imagen adaptada de Fan, Mingyu et al. \u201cWideband Search for Axionlike Dark Matter Using Octupolar Nuclei in a Crystal\u201d Physical Review Letters (2026).<\/p><\/div>\n

Sin se\u00f1ales, pero con avances <\/strong><\/p>\n

Este experimento no encontr\u00f3 ninguna se\u00f1al de materia oscura. Pero, como advierte Gonzalo Alonso, \u201ceso es un resultado en s\u00ed mismo: los datos permiten establecer uno de los l\u00edmites de laboratorio m\u00e1s estrictos hasta la fecha sobre c\u00f3mo pueden interactuar los axiones con los quarks y gluones del n\u00facleo at\u00f3mico, en un rango de masas que abarca ocho \u00f3rdenes de magnitud\u201d. A\u00f1ade que \u201cestos l\u00edmites son adem\u00e1s complementarios a los que imponen observaciones astrof\u00edsicas de estrellas y supernovas\u201d.<\/p>\n

Del mismo modo, el equipo destaca que \u201ceste enfoque, basado en t\u00e9cnicas de \u00f3ptica cu\u00e1ntica y espectroscop\u00eda de precisi\u00f3n, abre una v\u00eda complementaria a los grandes detectores subterr\u00e1neos y a los aceleradores de part\u00edculas\u201d. Se prev\u00e9n mejoras en este aparato y en los m\u00e9todos de detecci\u00f3n, lo cual permite anticipar que la sensibilidad del experimento seguir\u00e1 creciendo en el futuro.<\/p>\n

Los resultados se han publicado recientemente en la destacada revista Physical Review Letters.<\/a> Adem\u00e1s de Alonso-\u00c1lvarez, el art\u00edculo est\u00e1 firmado por Mingyu Fan, Bassam Nima, Aleksandar Radak y Amar Vutha, de la Universidad de Toronto, donde el investigador del IGFAE trabaj\u00f3 antes de su llegada a Santiago. En este art\u00edculo, su contribuci\u00f3n se centr\u00f3 en el dise\u00f1o del an\u00e1lisis estad\u00edstico de los datos: concretamente, en c\u00f3mo tener en cuenta las propiedades del campo gal\u00e1ctico de axiones para identificar la se\u00f1al esperada y distinguirla del ruido experimental.<\/p>\n

Sobre Gonzalo Alonso-\u00c1lvarez<\/strong><\/p>\n

Natural de Zaragoza, se doctor\u00f3 en F\u00edsica en la Universidad de Heidelberg (Alemania) en 2020, con una tesis centrada en axiones y otros candidatos de materia oscura ligera. Realiz\u00f3 posteriormente estancias postdoctorales en la Universidad McGill (Montreal, Canad\u00e1) y en la Universidad de Toronto (Canad\u00e1), donde colabor\u00f3 con el grupo experimental con el que se desarroll\u00f3 el trabajo descrito en este art\u00edculo.<\/p>\n

Gonzalo se incorpor\u00f3 al IGFAE a comienzos de 2026, captado por el programa Global Talent del IGFAE, financiado por la acreditaci\u00f3n de excelencia Mar\u00eda de Maeztu de la Agencia Estatal de Investigaci\u00f3n. Gracias a este contrato, regres\u00f3 a Espa\u00f1a para continuar su carrera investigadora, y posteriormente consigui\u00f3 un contrato del programa Ram\u00f3n y Cajal. A lo largo de su trayectoria ha explorado la naturaleza de la materia oscura desde m\u00faltiples \u00e1ngulos: desde predicciones te\u00f3ricas y b\u00fasquedas en aceleradores de part\u00edculas, hasta experimentos de laboratorio de alta precisi\u00f3n y observaciones astrof\u00edsicas y cosmol\u00f3gicas.<\/p>\n

En el IGFAE, Alonso-\u00c1lvarez desarrollar\u00e1 una l\u00ednea de investigaci\u00f3n centrada en desarrollar y testear modelos de materia oscura, combinando el desarrollo te\u00f3rico con la conexi\u00f3n directa a experimentos y observaciones astrof\u00edsicas que permitan detectar estas part\u00edculas.<\/p>\n

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Referencia<\/strong>: Wideband Search for Axionlike Dark Matter Using Octupolar Nuclei in a Crystal<\/a> (Phys. Rev. Lett. 136, publicado el 25 de marzo de 2026).<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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