Los investigadores tratan de poner en claro algunos de los acertijos más desconcertantes que conoce la humanidad. Desde la década de 1930 se ha sospechado de la existencia de uno de ellos: la materia oscura. Los astrónomos creen que la materia oscura es una sustancia que impregna el universo y que es cinco veces más común que la materia ordinaria que nos compone.
Hace que las galaxias giren rápidamente y es responsable de distorsionar las imágenes de estas galaxias distantes. Para tener éxito, se deben emplear las tecnologías más sofisticadas y de vanguardia. Por lo tanto, es irónico que la búsqueda de materia oscura pueda depender, en parte, del trabajo de los esclavos de la antigua Roma.
Los experimentos en busca de materia oscura generalmente implican construir un detector y enfriarlo a casi el cero absoluto, aproximadamente -273°C. A esa temperatura, los átomos del detector están casi fijos, sin movimiento, y si una partícula de materia oscura atraviesa la Tierra e interactúa con los átomos del detector, vibrará y se podrían detectar dichas vibraciones. Por supuesto, la radiación de fondo también generará una señal similar y dará como resultado una detección falsa. Una búsqueda exitosa de la materia oscura depende de manera crucial de que el equipo se encuentre en un entorno libre de radiactividad.
Muchos objetos cotidianos, desde cerámica y vidrio hasta metales y alimentos, son radiactivos, en diversos grados. Si las partículas de su descomposición golpean los detectores de los experimentos de física de partículas, podrían dar a los científicos falsos positivos. Incluso los experimentos en sí, construidos a partir de todo tipo de metales, tienen componentes ligeramente radiactivos. Una ubicación aislada es necesaria para proteger a los detectores de un aluvión constante de radiación del espacio exterior que podría imitar la señal esperada de la materia oscura. Los equipos generalmente se encuentran en minas a casi un kilómetro bajo tierra. Y es ahí donde los esclavos romanos entran en nuestra historia.
Hace unos dos mil años, un barco mercante romano muy cargado yacía anclado a solo unos dos kilómetros de la costa de Cerdeña. Transportaba una considerable carga, incluidas varias toneladas de lingotes de plomo extraídos por esclavos que vivían en la Sierra de Cartagena, en el sur de España. La guerra estaba en su apogeo en el Mediterráneo y el plomo probablemente estaba destinado a ser usado como “balas” en las hondas romanas. Los arqueólogos marinos encontraron el barco a principios de la década de 1990 y recuperaron parte de su carga, incluida una gran cantidad de lingotes de plomo, que fueron llevados al Museo Arqueológico Nacional en Cagliari para su estudio.
El uso de plomo antiguo puede ser controvertido, ya que tiene valor tanto arqueológico como en los experimentos de física. Para los físicos interesados en buscar materia oscura, el plomo extraído en la época romana tiene varias ventajas sustanciales sobre el plomo moderno: se extrajo del suelo y se procesó antes de la era atómica moderna. Por lo tanto, no está contaminado por la radioactividad del isótopo de plomo (210Pb) que impregna nuestro medio ambiente desde el advenimiento de las pruebas con armas nucleares sobre el suelo. Además, el plomo se extrae y se refina en todo el mundo, pero ese plomo centenario hundido en un naufragio, tiene una cualidad especial.
Después de haber estado bajo el agua desde antes del nacimiento de Venezuela como república, su radioactividad natural ha decaído hasta un punto en el que ya no está emitiendo partículas. Para los físicos, eso lo hace excepcionalmente valioso. Ahora ese plomo “hundido” se ofrece a cualquier laboratorio de física dispuesto a pagar 20 euros por kilogramo, un precio bastante alto. ¡Es como polvo de oro! En cierto modo, su uso en mediciones físicas de muy alta sensibilidad es un reconocimiento del trabajo de aquellos mineros de una época pasada.
El detector CDMS (Cryogenic Dark Matter Search) está ubicado en la mina Soudan en el norte de Minnesota y busca materia oscura, protegida por capas de plomo antiguo, extraído del suelo por los romanos. Una lámina de unos pocos centímetros de plomo romano es un excelente escudo para todo tipo de radiación maliciosa externa y no es radiactivo en sí. La versión mejorada de CDMS, ubicada en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury en Ontario, Canadá, utiliza plomo proveniente de naufragios españoles hallados en la costa de Nueva Jersey de hace 400 o 500 años atrás.
La necesidad de utilizar materiales de baja radioactividad no se limita al plomo, tomemos el acero: ha sido un excelente escudo contra la intrusión de partículas, tanto es así que Fermilab, un laboratorio de física de partículas ha usado toneladas de este en las últimas décadas para proteger sus propios experimentos. Ese acero con frecuencia provino de buques de guerra desmantelados. Sin embargo, aunque el acero sirve bien para todo tipo de experimentos de física de partículas, el plomo reina supremamente en la búsqueda de materia oscura.
Algunos arqueólogos se han preguntado abiertamente si vale la pena sacrificar los tesoros arqueológicos en nombre de la ciencia. A partir de 2010, por ejemplo, el Observatorio subterráneo criogénico para eventos raros en Italia obtuvo cientos de lingotes de plomo para sus experimentos, todo con la esperanza de resolver el enigma de por qué la materia, no la antimateria, domina el universo. Esos lingotes provenían de una nave romana, que se hundió hace unos 2.000 años y tiene un valor arqueológico considerable. Cada uno de ellos estaba inscrito con sellos que revelaban su historia de fabricación. Aunque la mayoría de los 1.000 lingotes extraídos del barco se dejaron intactos y se pusieron a disposición para su estudio en el Museo Arqueológico Nacional de Cagliari, 270 de ellos se fundieron para ser utilizados en experimentos de física.
Perseguir la misteriosa materia oscura puede parecer a la condena de Sísifo, donde estaremos repitiendo una y otra vez las mediciones hasta el momento en que la encontremos. Pero si llegamos a lograrlo, ese descubrimiento revolucionará nuestro futuro.
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