How to build a dark matter detector - Jenna Saffin

Traductor: Paula Motter Revisor: Sebastian Betti

More than two kilometers below the surface of northern Ontario,

A más de 2 km bajo tierra en el norte de Ontario,

suspended in 345,000 liters of ultra-pure water,

suspendido en 345 000 litros de agua de alta pureza,

there’s a perfect sphere.

hay una esfera perfecta.

It contains 3600 kilograms of liquid argon,

Contiene 3600 kg de argón líquido,

cooled to -180 degrees Celsius.

a una temperatura de 180 °C bajo cero.

Scientists continuously monitor this chamber from above ground,

Desde la superficie, los científicos monitorean la cámara permanentemente

looking for a glimmer of light in the darkness.

en busca de un haz de luz en la oscuridad.

Because down here,

Porque a esa profundidad,

deep beneath the Earth’s surface and cocooned in a watery shield,

muy lejos de la superficie terrestre y protegida dentro de un medio acuoso,

that light would indicate the presence of one of the universe’s greatest mysteries:

esa luz indicaría la presencia de uno de los misterios más grandes del universo:

dark matter.

la materia oscura.

All the matter we can see, planets, stars and galaxies,

Toda la materia que vemos --planetas, estrellas y galaxias--

doesn’t create enough gravitational pull

no ejerce la suficiente atracción gravitacional como para explicar

to explain the universe’s larger structure.

la inmensa estructura del universo.

It’s dark matter, which is estimated to make up 25% of the known universe.

Es la materia oscura que, según se cree, forma el 25 % del universo conocido.

But despite its prevalence,

Pero a pesar de su prevalencia,

so far we haven’t been able to detect it directly.

aún no ha sido posible detectarla de manera directa.

It’s no small challenge.

No es un desafío menor.

Dark matter was so named because it doesn’t interact with any type of light,

Recibe la denominación de "oscura"

porque no interactúa con ningún tipo de luz, sea visible o no.

visible or otherwise,

which means our usual observation tools

Por eso, los instrumentos de observación habituales

simply don’t work when trying to observe it.

no son útiles a la hora de estudiarla.

But while dark matter may not be visible in the electromagnetic spectrum,

Pero si bien la materia oscura puede no ser visible

en el espectro electromagnético, sigue siendo materia;

it’s still matter,

so we should be able to measure its interactions with other matter.

por lo tanto, debería poder medirse su interacción con otra materia.

And if our current model of physics is correct,

Y si nuestro actual modelo de la física es correcto,

billions of sub-atomic dark matter particles

miles de millones de partículas subatómicas de materia oscura

are passing through the Earth every second.

pasan por la Tierra cada segundo.

Despite the prevalence of dark matter,

A pesar de la prevalencia de la materia oscura,

its interactions are predicted to be rare and extremely weak.

se cree que sus interacciones son escasas y sumamente débiles.

To detect these interactions,

Para detectar estas interacciones,

dark matter experiments need to be incredibly sensitive.

los experimentos con materia oscura deben ser extremadamente sensibles.

With such sensitive equipment,

Con ese equipo altamente sensible,

the ever-present background radiation on Earth’s surface

la constante radiación natural sobre la superficie terrestre

would create so much noise in the data

produciría tanto ruido en los datos

that any dark matter particles would be completely overwhelmed.

que cualquier partícula de materia oscura pasaría totalmente inadvertida.

It would be like trying to hear a pin drop on a busy city street.

Sería como pretender oír la caída de una aguja en una calle muy transitada.

To solve this problem,

Para resolver este problema,

scientists have had to dig deep into the Earth.

los científicos han tenido que excavar a gran profundidad bajo tierra.

Dark matter experiments are set up in specialized underground labs,

Los experimentos con materia oscura se realizan

en laboratorios subterráneos especiales, sea en minas o dentro de las montañas.

either in mines or inside mountains.

The rock that makes up the Earth’s crust works like a filter,

La roca que conforma la corteza terrestre actúa como filtro,

absorbing radiation and stopping disruptive particles.

absorbiendo la radiación y deteniendo las partículas no deseadas.

The ultra-pure water in which the detector is suspended

El agua de alta pureza donde el detector está suspendido

adds an additional layer of radiation filtering.

funciona como una segunda capa para filtrar la radiación.

This shielding ensures that only the particles scientists are looking for

Esta protección garantiza que ingresen a los detectores

can make their way into the detectors.

solamente las partículas que los científicos buscan.

Once these particles reach an experiment’s inner vessel,

Cuando esas partículas llegan al receptáculo interior del experimento,

scientists have a chance of detecting them.

los científicos tienen la posibilidad de detectarlas.

The detector media are chosen because they’re exquisitely sensitive detectors

El medio detector se elige según su gran sensibilidad

that can be purified extremely well.

y porque puede ser altamente purificado.

These could be a liquid noble gas,

Ese medio podría ser un gas noble líquido,

germanium

el germanio y cristales de silicio,

and silicon crystals,

a refrigerant,

un refrigerante

or other materials.

u otras sustancias.

When radiation interacts, it leaves tell-tale signs,

Cuando la radiación interactúa, deja rastros delatores,

such as light or bubbles,

como luces o burbujas,

which can be picked up by the sensors inside the detector.

que pueden ser captadas por los sensores que están dentro del detector.

The detector media are held in a central chamber made of glass

El medio detector se encuentra en una cámara central de vidrio

or a special type of acrylic.

o de un tipo especial de acrílico.

These chambers have to be able to hold the substance inside

Estas cámaras deben tener la capacidad de contener la sustancia en su interior

without interacting with it

sin reaccionar con ella

while withstanding incredible pressure from the water outside.

y a la vez debe poder soportar la gran presión del agua de afuera.

The inner vessel is surrounded by powerful sensors

El receptáculo interior está rodeado de poderosos sensores

designed to detect even the tiniest blips of light,

diseñados para detectar hasta el mínimo destello de luz

or the sound vibrations caused by a single bubble.

o las vibraciones sonoras causadas por una sola burbuja.

Each sensor records data 24/7,

Cada uno de los sensores registra datos todos los días y a toda hora,

and experiments run for months and years at a time,

y los experimentos se prolongan durante meses y años por vez,

generating terabytes of data every day.

generando terabytes de datos cada día.

Building dark matter detectors is as much a feat of engineering

La construcción de detectores de materia oscura es una obra maestra

as it is a feat of physics.

de la ingeniería, tanto como de la física.

By the time an experiment is ready to start collecting data,

Cuando un experimento está listo para empezar a recolectar datos,

years or decades of work and investment have already gone into it,

han transcurrido años o décadas de trabajo y de inversión,

to the tune of tens of millions of dollars.

erogándose decenas de millones de dólares.

As of 2017, no dark matter particles have been directly detected.

Hasta 2017, no se han detectado partículas de materia oscura

de manera directa.

That’s not entirely surprising.

No es de sorprender demasiado.

Physicists expect these interactions to be incredibly rare and difficult to detect.

Los físicos vaticinan que estas interacciones

serán sumamente escasas y difíciles de detectar.

In the meantime,

Mientras tanto, los científicos siguen desarrollando nuevas tecnologías

scientists continue to develop new technologies

and increase detector sensitivity,

y mejorando la sensibilidad del detector

closing in on where dark matter is hiding.

para ir aproximándose al lugar donde se oculta la materia oscura.

And when they find it,

Y cuando la encuentren, podremos finalmente echar luz

we’ll finally be able to bring the universe’s darkest secrets into the light.

sobre los secretos más oscuros del universo.