On s'amaga la matèria fosca? O la propera revolució de la ciència

És un fet indiscutible que allà fora, a  l'espai, domina una forma enigmàtica de matèria que res té a veure amb la que forma les estrelles i les galàxies, els planetes, i tot el que aquests contenen, inclosos nosaltres.

És l'anomenada matèria fosca, l'existència de la qual ja es va sospitar des de la primera part del segle XX.

Què volem dir amb això que és matèria enigmàtica? Doncs que sabem que no està formada per àtoms, com tota la matèria ordinària que coneixem.

I com de dominant és? Doncs potser et sorprendrà saber que domina en una proporció superior a 5 a 1 sobre la matèria ordinària. Torno a dir, 5 a 1 sobre tot el contingut estàndard del cosmos. 5 a 1 sobre totes les galàxies i estrelles. Sobre tots els planetes. 5 a 1 sobre la matèria tal i com la coneixem.

Tot i que encara no l'hem pogut detectar directament, i, per tant, desconeixem la seva naturalesa, hem pogut deduir algunes de les seves propietats. En primer lloc, i d'aquest fet deriva el seu nom, aquesta enigmàtica matèria no emet cap mena de radiació, com sí que fa la matèria ordinària quan s'escalfa.

En segon lloc, la matèria fosca sembla interactuar amb l'ordinària només a través de la gravetat. I amb això hem tingut sort, ja que els efectes gravitatoris són justament els que ens han demostrat que la matèria fosca no és una invenció, una imaginació dels científics, sinó que realment és allà fora. No la podem veure (recorda, no emet radiació), però sí veiem com la seva gravetat afecta a les galàxies per exemple. I a partir d'aquesta influència gravitatòria, els astrònoms s'han atrevit fins i tot a crear mapes de matèria fosca.

Existeix, però, una altra prova de la seva existència. Poc després del Big Bang, del moment zero del nostre univers, l'espai es va omplir amb una radiació, una llum, que s'ha anat propagant per tot arreu des de llavors, fa uns 13.800 milions d'anys. Avui en dia rebem aquesta radiació, en forma de microones, provinent de qualsevol direcció cap on apuntem les nostres antenes. L'estudi de l'anomenat fons còsmic de microones ens ha desvetllat, en els darrers anys, un munt d'enigmes sobre com va ser aquell extraordinari Big Bang, i també sobre la composició de l'univers. I resulta que aquesta radiació ens porta, també, l'empremta de la matèria fosca.

Però tenim un problema. I un de greu.

Per més que l'estem buscant, encara cap experiment ha aconseguit detectar una sola partícula de matèria fosca, com deia abans. Multitud d'aquestes partícules han d'estar creuant cada racó del nostre planeta a cada segon. Han de ser aquí, entre nosaltres. I per més màquines dedicades, per més diners invertits en la seva cerca, els científics han acabat sempre amb les mans buides.

Fa anys es busca matèria fosca als grans acceleradors de partícules. També a increïbles detectors construïts expressament. Res de res.

La física moderna disposa d'un model estàndard de partícules elementals. És com un puzle on tot encaixa. Partícules fonamentals, com els electrons, els quarks, els fotons,o els neutrins, entre altres, troben el seu lloc en aquest model, així com també troben explicació les seves propietats. Un model que sembla extraordinàriament robust, tot i que fa un cert temps s'intueixen algunes esquerdes (el sorprenent comportament dels neutrins, per exemple, amenaça el model).

Recolzada en aquest model estàndard, la ciència ha intentat trobar tanmateix un encaix per a la matèria fosca. S'han postulat noves partícules, com les anomenades WIMPS (de l'anglès, partícules massives d'interacció feble), o altres conegudes com Axions.

Aquestes hipotètiques partícules són les que es busquen en els caríssims experiments, que han de ser construïts expressament per detectar unes certes propietats, com ara un cert rang de massa. 

Després de mesos o anys de cerca infructuosa, l'experiment en qüestió es considera fallit.

Els experiments fallits, al menys, serveixen per acorralar a la misteriosa matèria, ja que s'eliminen possibilitats respecte a les seves propietats. Com deia, la no detecció pot significar descartar un gran rang de possibles masses per a les partícules que formen la matèria fosca, de forma que cada cop hi hauria menys lloc on amagar-se. Però no deix de ser inquietant que aquestes no-deteccions s'estiguin produint justament en els valors de massa que a priori els físics esperarien de les hipotètiques partícules comentades.

Cada cop queda, doncs, menys lloc on buscar. I cada cop són, també, més evidents els dubtes que comencen a aparèixer dins la comunitat científica sobre si realment estem errant totalment la cerca. Hem de buscar fora del model estàndard de partícules i acceptar que aquest ja no és l'imbatible edifici sobre el que construïm bona part del nostre enteniment sobre la composició de la natura?

O potser tenim davant nostre altres possibilitats per explicar els efectes que detectem i que atribuïm a la matèria fosca? I que, cas de ser certes, donarien una gran bufetada al nostre orgull en demostrar-nos el pobre coneixement que en realitat tenim del cosmos?

L'optimisme que es copsava fa a penes uns anys s'està tornant escepticisme. L'esperança de detectar matèria fosca seguint el curs de les investigacions actuals s'ha afeblit. 

És la nostra obligació, però, acabar d'escombrar cada racó, cada rang de massa.  Només així, potser ens atrevirem a tornar a començar, trencant amb els models existents i transformant completament la física de partícules.

En una revolució com d'altres vegades hi ha hagut a la història de la ciència.