El trabajo de 66 científicos de todo el mundo, liderados por el joven físico Igor García Irastorza y su equipo de la Universidad de Zaragoza, ha logrado estrechar aún más el cerco a los axiones, partículas hipotéticas candidatas a componer la materia 0scura del Universo.

La revista Nature Physics publica los resultados más sensibles alcanzados hasta la fecha en la búsqueda de axiones, de los que se habrían producido en grandes cantidades en el origen del Universo, dentro del experimento del Telescopio de Axiones Solares (CAST) desarrollado en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN), en Suiza.

En teoría, estos axiones seguirían existiendo hoy y podrían componer la materia oscura del Universo, que supone un cuarto de todo el Cosmos, pero aún no ha sido detectada, informan fuentes de la Universidad de Zaragoza en una nota de prensa.

Este cerco a los axiones se ha conseguido gracias a la utilización de un nuevo detector de rayos-X, diseñado y construido en la Universidad de Zaragoza, como parte del proyecto T-REX, financiado con una prestigiosa Starting Grant del ERC (Consejo Europeo de Investigación) obtenida en 2009 por el investigador Igor García Irastorza.

El objetivo principal de la colaboración internacional CAST, en la que, además del grupo aragonés, participan otros 56 científicos de más de veinte instituciones distintas, es la búsqueda de axiones solares.

Esta búsqueda se prolonga ya desde hace más de una década, en la que se encadenan resultados progresivamente más sensibles.

La ausencia de una señal positiva pone cotas cada vez más restrictivas a las propiedades de esta partícula y demostrar su existencia es uno de los retos más importantes de este campo de investigación.

La teoría predice que, de existir, los axiones se podrían transformar en fotones (y viceversa) en el seno de campos electromagnéticos.

Esta propiedad predice la emisión de axiones por parte del sol y es crucial para los experimentos que buscan su detección. El ingrediente principal de un experimento de axiones es por tanto un potente imán y el CAST usa uno de los prototipos de los imanes superconductores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN para este cometido.

Además del imán, el experimento cuenta con sistemas de detección de fotones (rayos-X) de muy bajo fondo.

Los resultados obtenidos hasta la fecha en el CAST no muestran señal del tan buscado axión, por lo que suponen una cota importante a sus propiedades (en particular, a la intensidad de la interacción, o "acoplo", de estas partículas con los fotones) y, hasta la fecha, la más importante obtenida por este tipo de experimentos.

Para ir más allá de este resultado, el equipo de la Universidad de Zaragoza coordina la preparación y diseño de un nuevo experimento completamente nuevo, el Observatorio Internacional de Axiones (IAXO), de mucha mayor escala que CAST.

Se trata de construir el mayor Observatorio de axionesdel mundo, que sería más potente y sustituiría al Telescopio de Axiones Solares CAST.

Y todo gracias al grupo que dirige Igor García Irastorza, investigador que lidera y coordina el proceso de puesta en marcha de IAXO, en una colaboración internacional, con 90 científicos de catorce países.

Este telescopio usa un potente imán superconductor orientado al sol para intentar ver estas partículas. El objetivo es construir un imán superconductor toroidal, de 25 metros de largo y 5 de diámetro, formado por ocho bobinas superconductoras, que permita detectar una nueva partícula, el axión, que explique la materia oscura que se formó justo después del Big Bang.

La materia que compone todo lo que se puede observar representa tan solo un 4 % del Universo. Un 23 % es 'materia oscura', un tipo de materia no convencional que es invisible por lo que el axión podría además arrojar luz sobre al hecho de por qué el Universo está lleno de materia y no de antimateria.

"Los axiones provendrían del sol pero no se pueden ver puesto que no interactúan con casi nada. Sin embargo, al atravesar el imán pueden transformarse en rayos X. Por lo tanto, lo que necesitamos es poner detectores de rayos X detrás del imán, y apuntar hacia el sol para ver si se observa un exceso de rayos X en los detectores. IAXO es como un gran telescopio de rayos X, solo que además tiene un gran imán delante", explica Igor García Irastorza.