Detección de señales débiles en el ruido cósmico de fondo
El universo está compuesto de materia, antimateria, materia oscura y todo tipo de entes exóticos que complican bastante el esquema que casi todo el mundo aprendió en las clases de física y química de secundaria. Europa está a la vanguardia del campo multidisciplinario de la astrofísica de partículas, el cual conecta áreas interrelacionadas de la física de partículas, la astronomía y la cosmología. Tiene cuatro laboratorios subterráneos profundos y dos observatorios de ondas gravitacionales. Los laboratorios subterráneos profundos están localizados entre uno y dos kilómetros bajo la superficie de la Tierra. Están diseñados para minimizar la interferencia debida al «ruido» cósmico y así facilitar la detección de partículas cósmicas tales como aquellas (de tipo aún desconocido) que conforman la materia oscura que constituye la mayoría del Universo. Los observatorios de ondas gravitacionales están diseñados para detectar la existencia de las llamadas ondas gravitacionales. Estas son ondulaciones en el espaciotiempo debidas a la aceleración de cuerpos masivos tales como los agujeros negros. Las ondas gravitacionales han sido predichas por la teoría general de la relatividad de Einstein pero aún no han sido detectadas experimentalmente. Con el fin de fortalecer la posición de Europa en el campo de la astrofísica de partículas, investigadores de la Unión Europea iniciaron el proyecto ILIAS («Infraestructuras integradas de gran escala para ciencia de astropartículas»). Sus objetivos generales fueron estimular la formación de redes de colaboración, mejorar la investigación y facilitar el acceso internacional a distintas instalaciones. Entre los logros del proyecto se encuentra un extenso catálogo de las fuentes de ruido de fondo presentes en los dos tipos de instalaciones y una lista de materiales y métodos para minimizarlas. Este conocimiento podría mejorar la calidad de los experimentos llevados a cabo en el futuro y podría servir para seleccionar sitios y materiales para nuevos observatorios. El consorcio ILIAS también mejoró significativamente los modelos de ondas gravitacionales, produjo los primeros modelos fiables de las ondas producidas por la fusión de agujeros negros y determinó cotas superiores para la deformación gravitacional en estrellas de neutrones aisladas. Esta información podría estimular el desarrollo de algoritmos para detección de señales y de este modo podría ayudar a detectar ondas gravitacionales por primera vez en la historia. ILIAS ha fortalecido la comunidad dedicada a la investigación en astrofísica de partículas en la Unión Europea al producir notorias mejoras de infraestructura, actividades investigativas conjuntas y redes internacionales de colaboración. La reducción del ruido, las mejoras en la detección de señales y la ampliación del acceso a instalaciones científicas podrían hacer que los laboratorios de la Unión Europea sean los primeros en dilucidar la naturaleza de la materia oscura y detectar las tan buscadas pero tan escurridizas ondas gravitacionales.