Materia Oscura
La expansión del universo fue propuesta y observada por Lemaître y Hubble a principios del siglo pasado. La observación de la radiación de fondo de microondas, remanente del big-bang, terminó de establecer a ese como el modelo cosmológico de referencia. La reciente y sorprendente evidencia sobre la aceleración en la expansión del Universo indica que su contenido de materia y energía es mayor al que se estimaba: en forma observacional sólo puede justificarse un 4.4% de esa cantidad de materia y energía, siendo el resto (95.6%) consideradas como materia (21%) y energía (74%) oscuras.
La composición de la materia oscura es totalmente desconocida: su gran mayoría consiste en un nuevo tipo de materia, nunca encontrado hasta el día de hoy. Los candidatos más firmes propuestos por la física teórica son los axiones, los neutrinos estériles masivos, y los WIMPs (weakly interacting massive particles), que incluyen las LSPs (lightest supersymmetric particles), cuyo candidato natural son los neutralinos.
Determinar la naturaleza de la materia oscura es uno de los
problemas más importantes en la cosmología moderna y la
física de altas energías, con consecuencias enormes sobre
nuestro entendimiento del Universo.
Los experimentos de detección de materia oscura son complejos: involucran grandes masas de detección, umbrales muy bajos, un excelente y preciso control del ruido de fondo del detector, y un ruido de fondo cósmico muy por debajo de un evento diario, sólo posible en laboratorios muy profundos.
Las técnicas de detección se basan en la utilización de gases nobles en estado líquido (logrando una excelente tasa de rechazo para el ruido de fondo) con detectores operados a ultra baja temperatura (con lo cual la interacción produce un calor detectable), donde se busca identificar interacciones sólo explicables por una partícula de materia oscura. La instalación de estos detectores en ANDES tendrá además un enorme valor agregado producto de la transferencia tecnológica en técnicas criogénicas de punta. Ademas, existen métodos de detección indirecta que consisten en aprovechar el movimiento de la Tierra a través del halo de materia oscura galáctico. Estas mediciones tienen aparejada una modulación estacional, lo cual ha generado fuertes controversias en el medio académico. Al estar todos los experimentos actuales en el hemisferio Norte, la ubicación de ANDES en el hemisferio Sur permitirá zanjar esta controversia en la detección indirecta.