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Francis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetdeterioro de cuerdas edo arbitenpartícula materia oscura y núcleos atómicosbúsqueda materia oscura años 80halo de materia oscura vía lácteamovimiento orbital del sol tierrainteracción partículas materia oscura detectoresmodulación anual flujo partículascolisiones materia oscura átomosmasa partícula giga electronvoltioátomo hidrógeno giga electronvoltiointeracciones electrones mega electronvoltiospetardazo efecto retroceso núcleoFrancis VillatoroEdo ArbitenVía LácteaSolTierraley de Newton
Colisiones Materia oscura Átomos
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Francis Villatoro explica que es relativamente sencillo observar colisiones entre partículas de materia oscura y átomos en los detectores, siempre y cuando la masa de la partícula de materia oscura sea comparable a la de los átomos.
…a la naturaleza de la materia oscura, pues tenemos más de 40 órdenes de magnitud para buscar. Es una región extremadamente grande y, por lo tanto, una región en la que no podemos explorarla en detalle todas las zonas. ¿Qué es lo que se hizo cuando se empezó a Buscar la materia oscura a principios de los 80. Pues se usó técnicas predichas por los teóricos, entre ellos incluso el propio Edo Arbiten; el famoso deterioro de cuerdas tiene un artículo sobre el tema. Pues lo más fácil es buscar la colisión de una partícula de materia oscura con un núcleo de un átomo. ¿Por qué? Porque se supone que el halo de materia oscura es una especie de cosa esférica en la que se encuentra la Vía Láctea. Nosotros nos encontramos en un brazo de la Vía Láctea y nos movemos en dirección a la Vía Láctea y por lo tanto cruzamos ese halo por el movimiento del Sol, pero también la Tierra se mueve con el Sol, dando orbita al Sol y por lo tanto a veces está a favor y a veces en contra del movimiento global del Sol, con lo que podemos interaccionar con partículas de materia oscura, tener un flujo de partículas de materia oscura que colisionen con detectores que hay en la Tierra y podemos ver una modulación anual. O sea, es fácil de, a priori, observar partículas de materia oscura que colisionen con átomos de nuestros detectores. Claro, con átomos. Para que esa colisión sea efectiva, pues tiene que ser una masa, la partícula de materia oscura, comparable a la masa de los átomos; el átomo de menor masa, el átomo de hidrógeno, es un giga electronvoltio y bueno, los átomos llegan, pues yo qué sé, 250 giga electronvoltio o así entonces tenemos ahí un rango. Usando también las nubes electrónicas, posibles interacciones con electrones, podemos bajar un poquito del giga electronvoltio llegar a casi los mega electronvoltios y por arriba podemos ir; bueno, si la partícula tiene bastante más masa, pues también pega un buen petardazo y ese efecto de retroceso del núcleo lo podemos observar en nuestros detectores. Entonces se empezó; se planteó la búsqueda de la materia oscura a mediados de los 80 y en aquel momento eran cosas muy primitivas, muy sencillitas, muy de andar por casa, que valían muy poquito dinero. En los años 90 y sobre todo ya en el siglo XXI se han…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica que es relativamente sencillo observar colisiones entre partículas de materia oscura y átomos en los detectores, siempre y cuando la masa de la partícula de materia oscura sea comparable a la de los átomos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1deterioro de cuerdas edo arbitenpartícula materia oscura y núcleos atómicosbúsqueda materia oscura años 80halo de materia oscura vía lácteamovimiento orbital del sol tierrainteracción partículas materia oscura detectoresmodulación anual flujo partículascolisiones materia oscura átomosmasa partícula giga electronvoltioátomo hidrógeno giga electronvoltiointeracciones electrones mega electronvoltiospetardazo efecto retroceso núcleo…a la naturaleza de la materia oscura, pues tenemos más de 40 órdenes de magnitud para buscar. Es una región extremadamente grande y, por lo tanto, una región en la que no podemos explorarla en detalle todas las zonas. ¿Qué es lo que se hizo cuando se empezó a Buscar la materia oscura a principios de los 80. Pues se usó técnicas predichas por los teóricos, entre ellos incluso el propio Edo Arbiten; el famoso deterioro de cuerdas tiene un artículo sobre el tema. Pues lo más fácil es buscar la colisión de una partícula de materia oscura con un núcleo de un átomo. ¿Por qué? Porque se supone que el halo de materia oscura es una especie de cosa esférica en la que se encuentra la Vía Láctea. Nosotros nos encontramos en un brazo de la Vía Láctea y nos movemos en dirección a la Vía Láctea y por lo tanto cruzamos ese halo por el movimiento del Sol, pero también la Tierra se mueve con el Sol, dando orbita al Sol y por lo tanto a veces está a favor y a veces en contra del movimiento global del Sol, con lo que podemos interaccionar con partículas de materia oscura, tener un flujo de partículas de materia oscura que colisionen con detectores que hay en la Tierra y podemos ver una modulación anual. O sea, es fácil de, a priori, observar partículas de materia oscura que colisionen con átomos de nuestros detectores. Claro, con átomos. Para que esa colisión sea efectiva, pues tiene que ser una masa, la partícula de materia oscura, comparable a la masa de los átomos; el átomo de menor masa, el átomo de hidrógeno, es un giga electronvoltio y bueno, los átomos llegan, pues yo qué sé, 250 giga electronvoltio o así entonces tenemos ahí un rango. Usando también las nubes electrónicas, posibles interacciones con electrones, podemos bajar un poquito del giga electronvoltio llegar a casi los mega electronvoltios y por arriba podemos ir; bueno, si la partícula tiene bastante más masa, pues también pega un buen petardazo y ese efecto de retroceso del núcleo lo podemos observar en nuestros detectores. Entonces se empezó; se planteó la búsqueda de la materia oscura a mediados de los 80 y en aquel momento eran cosas muy primitivas, muy sencillitas, muy de andar por casa, que valían muy poquito dinero. En los años 90 y sobre todo ya en el siglo XXI se han…
Francis Villatoro explica cómo la interacción entre partículas de materia oscura y los núcleos atómicos genera una cadena de fotones o electrones observables.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7interacción materia oscura protónfotones electrones materiales observablescadena de electrones chorro de fotones…Esos son, digamos, los detectores más precisos pero siempre en ese rango, tú eliges un material que sea muy fácil obtener una señal, básicamente con electrones cuando pega el petardazo la partícula de materia oscura contra un nucleón, contra un neutrón o Protón del núcleo del átomo, de hecho se puede explorar la posibilidad de que esa interacción sea dependiente del espín o no; es decir, que haya diferencia entre el golpear a un neutrón o golpear a un protón y entonces se mueve un poquito ese núcleo y claro los electrones que tienen a su alrededor también se mueven y esos electrones pues acaban ese movimiento en ciertos materiales acaba generando una cadenita o de fotones o de electrones que podemos observar. Una cadenita de electrones que acaba produciendo un chorro de fotones. Entonces hay ciertos materiales como el xenón, por ejemplo, en el que podemos ver incluso una doble señal. Una primera señal debido al golpeo y una segunda señal de algún electrón que escapa, que después choca contra uno de los átomos y acaba generando una…
Francis Villatoro explica qué ocurre con la búsqueda de materia oscura en regiones de menor masa y cómo se pueden utilizar fenómenos astrofísicos para investigar.
Habla: Francis VillatoroPalabras #19partícula de materia oscura menorfenómenos astrofísicos para investigarmateria oscura y dinámica estelar…que escapa, que después choca contra uno de los átomos y acaba generando una segunda señal; y eso me permite identificar tridimensionalmente dónde ha ocurrido y características de la interacción. Entonces, todo eso se ha estado buscando en esa región. pero ¿qué pasa en otras regiones? ¿Qué pasa en regiones de menor masa? Pues las regiones de menor masa es bastante probable que la partícula de materia oscura sea una partícula de menor masa que lo que es la masa de un átomo. Están muy poco explorados, tenemos algunas ventanas, podemos usar algunos fenómenos astrofísicos porque si la materia oscura estuviera en el centro de las estrellas modifica su dinámica. Alrededor de los agujeros negros también puede modificar lo que pasa en el entorno; hay pequeños efectos, y eso me da como pequeñas ventanas en las que con cierta región puedo más o menos. Debemos considerar la posibilidad de excluir que haya materia oscura…
Francis Villatoro reflexiona sobre la posibilidad de utilizar una balanza de torsión para detectar partículas de materia oscura e interacciones con masas macroscópicas, señalando que esto parece complicado y generalmente involucra masas pequeñas.
Habla: Francis VillatoroPalabras #17partícula materia oscura interaccionando masa macroscópicabalanza de torsión detectar partículas materia oscuramasas pequeñas en detectores materia oscuratoneladas detector fiables escala masas átomos…de torsión y tengo una estimación de la constante de gravitación universal. Puedo estimar posibles deviaciones de la ley de Newton en intensidad de gravedad débil, versiones de las fuerzas de Yukawa, se pueden hacer muchos experimentos de física fundamental. Claro, ¿eso nos serviría para detectar una partícula de materia oscura? Claro, una partícula de materia oscura interaccionando con una masa macroscópica, eso parece muy complicado y eso en principio suelen ser masas pequeñas. Los detectores que tienen toneladas de detector son mucho más fiables para la escala de masas de los átomos, pero sin embargo hay una cosa muy curiosa. Y es que toda partícula tiene una longitud de onda típica. Las partículas son como ondas que tienen un tamaño típico y resulta que podemos estimar el tamaño de partículas que sea comparable a un tamaño macroecópico y esas partículas tienen este rango de…