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La colaboración PICO, el experimento del SNOLAB que busca detectar materia oscura con la técnica de cámara de burbujas, y en la que participa el Instituto de Física a través del investigador Eric Vázquez, se reunió por prime vez en México para llevar a cabo uno de sus dos encuentros anuales.

Investigadores procedentes de 21 instituciones entre las que destacan SNOLAB, Fermilab y varias universidades de Canadá y Estados Unidos, hablaron de los avances del experimento y evaluaron sus alcances.

En esta reunión, acordaron el inicio de la toma de datos con PICO60 a partir del verano de 2016; además, decidieron construir un nuevo detector, “uno muy parecido a PICO60 pero invertido”, explicó Vázquez a Noticias IFUNAM, “y hay una larga historia detrás de esa decisión”.

El experimento PICO-2L consiste en una cámara de burbujas que opera con 2 litros -de ahí su nombre- de octaflouropropano, el cual es un material líquido que tiene la propiedad de favorecer la interacción de espín con otras partículas más que otros materiales.

Entre las partículas que inciden a la cámara de burbujas se encuentran los neutrones, las WIMPs (partículas masivas que interactúan débilmente, por sus siglas en inglés) y las partículas alfa. La Tierra recibe continuamente una lluvia de partículas procedentes del Universo exterior, a este tipo pertenecen las WIMPs, mientras que las partículas alfa y los neutrones son emitidos por Uranio y Torio que se encuentran en los materiales de la cámara y el laboratorio.

Cuando estas partículas entran en contacto con la cámara de PICO-2L, golpean a los núcleos del octaflouropropano y los desplazan. Los núcleos, al moverse, depositan energía y hacen que el líquido se evapore. Ese vapor produce las burbujas, que a su vez producen distintas señales acústicas: más ruidosas si son partículas alfa y más silenciosos si son neutrones. Al mismo tiempo, las burbujas son fotografiadas por cámaras de video.

Así que los investigadores identifican si se trata de uno o de otro a partir del sonido que escuchan con sensores piezoeléctricos (una especie de micrófonos sofisticados) que rodean la cámara.

“Sucede que con nuestros detectores habíamos encontrado unos eventos misteriosos que no sabemos qué son, pero que estamos seguros no es materia oscura. Aparecieron desde el prototipo de 4kg hasta el de 60kg, incluso aparecieron cuando cambiamos de fluido”, explica Vázquez.

Ahora tienen una pista, ya que hicieron una toma de datos con PICO 2L después de utilizar mejores protocolos de limpieza y de cambiar un componente de cuarzo en la parte de arriba del detector que es ahora más pura.

“Cuando lo pusimos a correr, resultó que por primera vez ya no se presentaron estos eventos misteriosos, por eso creemos que ese componente probablemente estaba contaminando el interior de la cámara. Así que si construimos un nuevo detector con el componente de cuarzo en la parte inferior, habrá menos posibilidad de que haya algún tipo de contaminación de partículas”, explica.

Este año, Eric Vázquez se encargará de hacer las simulaciones para el nuevo detector. Y en un futuro, si la señal misteriosa desaparece, será posible construir el detector de 250 litros que podría aumentar las posibilidades de encontrar materia oscura por detección directa.