Un experimento enterrado bajo una mina canadiense acaba de comenzar a buscar señales tan débiles que podrían revelar la famosa materia que nunca se ha observado directamente.
Se llama SuperCDMS SNOLAB. La instalación se encuentra a más de 1,6 km bajo la superficie, en la mina de Creighton, cerca de Sudbury, Canadá. Esta profundidad protege los detectores de gran parte de las partículas procedentes del espacio, que podrían producir señales falsas.
Un detector SuperCDMS equipado con sus conexiones eléctricas dentro de una carcasa de cobre.
Crédito: SNOLAB
Los investigadores buscan allí materia oscura. Esta materia invisible se deduce de sus efectos gravitacionales sobre las galaxias y otros objetos celestes. Representaría alrededor del 85 % de toda la materia del universo, pero su naturaleza sigue siendo desconocida.
SuperCDMS se centra sobre todo en hipotéticas partículas de materia oscura muy ligeras. Si una de ellas golpea el material de un detector, solo debería transmitirle una cantidad ínfima de energía. Por eso, los dispositivos deben ser capaces de detectar perturbaciones diminutas.
Para ello, el experimento utiliza 24 cristales muy puros de silicio y germanio, cada uno de un tamaño similar al de un disco de hockey. Un impacto previsto produciría una vibración muy pequeña en el cristal, llamada fonón, así como una débil señal eléctrica. Unos sensores superconductores se encargan de medirlas.
Estos sensores deben funcionar a una temperatura extremadamente baja, cercana al cero absoluto. A esa temperatura, las perturbaciones térmicas se vuelven lo bastante débiles como para buscar las huellas esperadas. Por eso, los cristales se colocan en un sistema de refrigeración más frío que el espacio circundante.
El dispositivo también debe protegerse de la radiactividad natural. Varias capas de cobre, polietileno y plomo rodean los detectores. Una barrera también limita la entrada del radón, un gas radiactivo natural. Incluso a gran profundidad bajo tierra, estas precauciones siguen siendo necesarias para distinguir una posible señal de materia oscura del ruido ambiental.
La recopilación de datos que acaba de comenzar constituye todavía una fase preliminar. Permitirá probar la refrigeración, los detectores y el nivel de ruido de la instalación. Esta primera campaña continuará durante el otoño de 2026 y ya podría proporcionar resultados científicos.
A continuación, el experimento se calentará temporalmente para realizar ajustes y tareas de mantenimiento. Está previsto que en 2027 comience una nueva campaña de aproximadamente un año, esta vez con los detectores funcionando con la sensibilidad prevista.