Científicos están cada vez más cerca de desentrañar el mayor misterio del universo: la materia oscura y la energía oscura. Investigadores de la Universidad Texas A&M, como el Dr. Rupak Mahapatra, desarrollan detectores ultrasensibles para captar interacciones mínimas de estas sustancias que conforman el 95% del cosmos.
A pesar de todo lo aprendido sobre el universo, este conocimiento representa solo una fracción de la imagen completa. Aproximadamente el 95% del cosmos se compone de materia oscura y energía oscura, dejando solo un 5% para la materia familiar que podemos observar. Este desequilibrio impulsa una de las búsquedas más importantes de la física moderna.
El Dr. Mahapatra, físico de partículas experimental en Texas A&M, trabaja para descubrir esta mayoría oculta. Su equipo diseña detectores de semiconductores avanzados equipados con sensores cuánticos criogénicos. Estas tecnologías apoyan experimentos globales, empujando a los investigadores a lo más profundo de un enigma científico colosal. Según una publicación en ScienceDaily del 8 de enero de 2026, Mahapatra compara nuestra comprensión limitada del universo con intentar describir un elefante solo tocando su cola.
¿Qué son la materia oscura y la energía oscura?
La materia oscura y la energía oscura reciben sus nombres por lo que los científicos aún desconocen sobre ellas. La materia oscura constituye la mayor parte de la masa en galaxias y cúmulos galácticos, desempeñando un papel crucial en la formación de sus estructuras a través de vastas distancias cósmicas. Actúa como un pegamento cósmico invisible.
Por otro lado, la energía oscura se refiere a la fuerza detrás de la expansión acelerada del universo. Es el componente dominante, representando aproximadamente el 68% de la energía total del universo, mientras que la materia oscura contribuye con alrededor del 27%. Ni la materia oscura ni la energía oscura emiten, absorben o reflejan luz, lo que hace su observación directa extremadamente difícil. Los científicos estudian su influencia a través de la gravedad, que afecta el movimiento galáctico y la formación de estructuras a gran escala.
La búsqueda de lo invisible: detectores y experimentos
En Texas A&M, el grupo de investigación de Mahapatra está desarrollando detectores con una sensibilidad extraordinaria. Estos instrumentos están diseñados para detectar partículas que interactúan con la materia ordinaria solo en raras ocasiones, interacciones que podrían proporcionar pistas críticas sobre la naturaleza de la materia oscura. El desafío radica en que la materia oscura interactúa tan débilmente que se necesitan detectores capaces de ver eventos que podrían ocurrir una vez al año, o incluso una vez en una década.
El equipo de Mahapatra ha participado en una importante búsqueda global de materia oscura utilizando un detector conocido como TESSERACT. Sus esfuerzos actuales se basan en décadas de experiencia en el avance de métodos de detección de partículas. Durante los últimos 25 años, ha contribuido al experimento SuperCDMS, que ha realizado algunas de las búsquedas de materia oscura más sensibles del mundo. En un artículo de 2014 publicado en Physical Review Letters, Mahapatra y sus colaboradores introdujeron la detección de ionización calorimétrica asistida por voltaje, un avance que permitió estudiar WIMPs de baja masa, un candidato principal para la materia oscura.
En 2022, Mahapatra fue coautor de otro estudio que examinaba múltiples enfoques para encontrar WIMPs, incluyendo la detección directa e indirecta, y búsquedas en colisionadores. Este trabajo, que ha sido destacado en publicaciones como Applied Physics Letters, subraya la importancia de combinar diferentes estrategias para abordar el problema de la materia oscura. “Ningún experimento por sí solo nos dará todas las respuestas”, señala Mahapatra. “Necesitamos la sinergia entre diferentes métodos para armar el cuadro completo”.
La comprensión de la materia oscura va mucho más allá de la curiosidad académica. Podría revelar principios fundamentales que rigen el universo mismo. Detectar la materia oscura abriría un nuevo capítulo en la física, desvelando secretos cósmicos que actualmente desafían nuestra comprensión. La búsqueda es exigente, pero sus potenciales recompensas son inmensurables para la ciencia.
