El análisis de datos en tiempo real arroja luz sobre la materia oscura La búsqueda de materia oscura, que los científicos creen que constituye la mayor parte del Universo, sigue siendo esquiva. Una nueva técnica de toma de datos podría ayudar a los investigadores en esta búsqueda y responder así a una de las preguntas más fundamentales. Investigación fundamental © Marcel Drechsler, Shutterstock La materia visible, todo lo que podemos ver y tocar, constituye solo una pequeña parte de la materia que forma el Universo. La gran parte de la materia, aproximadamente un 85 %, es «oscura», es decir, no emite ni refleja luz. Si bien los físicos aún no han observado ninguna partícula conocida que interactúe con la materia oscura, están seguros de que existe. «Deducimos que existe materia desconocida gracias a las leyes de la gravedad —explica Caterina Doglioni, coordinadora del proyecto DARKJETS e investigadora principal en la Universidad de Lund, en Suecia—. Pero aún no hemos logrado comprender qué es». Una hipótesis es que esta materia oscura está formada por partículas que interactúan débilmente con las partículas convencionales. Algunos astrofísicos tratan de reproducir la materia oscura en el laboratorio mediante la colisión de partículas entre sí; uno de los mejores lugares para llevarlo a cabo es el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), en el laboratorio de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés) en Ginebra, Suiza. El tejido del Universo El objetivo del proyecto DARKJETS, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, era contribuir a mejorar la comprensión de una pregunta fundamental: ¿de qué está hecho el Universo? Para ello, su equipo desarrolló nuevas técnicas de análisis de datos. «Cuando dos partículas chocan, se puede crear una partícula ‘‘mensajera’’ que transmite la interacción entre las partículas ordinarias y las partículas de materia oscura —añade Doglioni—. Cuando hacemos chocar dos partículas en el LHC, no buscamos directamente materia oscura, sino la existencia de estas nuevas partículas mensajeras, que podrían señalar la presencia de materia oscura». Hasta el momento, el reto de los científicos ha consistido en lidiar con la gran cantidad de datos que producen estas interacciones. «En muchos casos, simplemente hay demasiados datos que registrar —comenta Doglioni—. Por ello queríamos comprobar si podíamos analizar estas interacciones de una forma más eficaz». Para lograrlo, el equipo de DAKJETS desarrolló una nueva técnica de toma de datos para el experimento ATLAS del CERN. El aspecto más destacado de esta técnica es que evita la necesidad de disponer de enormes recursos de datos. La técnica emplea algoritmos de análisis en tiempo real para reducir el tamaño de los datos y solo registra lo que es relevante, lo que permite a los investigadores registrar más datos pero con menos requisitos de almacenamiento. «Las interacciones entre partículas pueden ser fuertes como, por ejemplo, un imán grande pegado en la puerta del frigorífico, o débiles, como las de los imanes más pequeños que se caen de la puerta del frigorífico —observa Doglioni—. En nuestra exploración de la materia oscura, buscamos interacciones cada vez más débiles y, para ello, vamos a necesitar cada vez más datos; aquí es donde las técnicas de análisis en tiempo real pueden ser útiles de verdad». Preguntas existenciales Todavía no se ha descubierto ninguna partícula indicadora que no pueda ser explicada por el modelo estándar de la física de partículas, lo que sugiere que la búsqueda de la materia oscura continúa. Con todo, Doglioni cree que los físicos van en buena dirección. Poder recopilar cada vez más datos relevantes solo puede aumentar las posibilidades de detectar interacciones raras entre la materia ordinaria y la materia oscura. «Todavía estamos en el proceso de analizar conjuntos de datos y el método que desarrollamos es ya una técnica de eficacia comprobada», comenta la investigadora. Doglioni considera la búsqueda de la materia oscura como una búsqueda existencial. «No está exactamente al mismo nivel que descubrir que la Tierra no es el centro del Universo, pero descubrir de qué está hecho el 85 % del Universo sería un hallazgo increíble», concluye Doglioni. Palabras clave DARKJETS, materia oscura, Universo, astrofísicos, partícula, CERN, LHC, física, Tierra, algoritmos
