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Experimento GAPS en la Antártida recoge 16 TB de datos de antimateria cósmica y puede revelar la primera firma directa de materia oscura.
Según la UCLA Division of Physical Sciences, el experimento GAPS, sigla para General AntiParticle Spectrometer, aterrizó en el Ross Ice Shelf, a 100 km de McMurdo Station, el 10 de enero de 2026, tras 25 días volando dos círculos completos alrededor de la Antártida en el vórtice polar estratosférico. El globo que transportaba el instrumento tenía el tamaño de un campo de fútbol americano, mientras que el detector suspendido debajo de él tenía el tamaño de una casa.
El instrumento fue lanzado el 16 de diciembre de 2025 desde la base NASA Long Duration Balloon en McMurdo Station y alcanzó una altitud de crucero de 37 kilómetros, por encima del 99% de la atmósfera de la Tierra, donde la antimateria cósmica llega sin ser destruida por las colisiones con moléculas de aire. Durante el vuelo, parte de los datos fue transmitida por satélite, pero la mayor parte, 16 terabytes de lecturas brutas, quedó almacenada en el sistema de memoria del propio equipo para recuperación posterior.
Antimateria cósmica y materia oscura: por qué el experimento GAPS busca esta firma
La antimateria cósmica es el espejo de la materia común. Cada partícula tiene una antipartícula con la misma masa y carga opuesta.
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El electrón tiene el positrón, el protón tiene el antiprotón y el núcleo de deuterio tiene el antideuterio. Cuando partícula y antipartícula se encuentran, se aniquilan mutuamente y convierten masa en energía.
El universo observable está compuesto casi enteramente por materia común. La antimateria natural presente en el espacio es producida por procesos conocidos, como colisiones de rayos cósmicos de alta energía con el gas interestelar. Estos procesos generan antimateria en rangos de energía previstos por los modelos ya consolidados de la física de partículas.
El problema es que la materia oscura puede producir antimateria de forma diferente. Como ella no emite, no absorbe y no refleja luz, su presencia solo puede ser inferida por efectos gravitacionales.
Si hay producción de antideuterones de baja energía en cantidad superior a lo esperado, la señal puede indicar un proceso físico nuevo y una posible firma directa de materia oscura.
Materia oscura, WIMPs y antideuterones de baja energía: el rango que interesa al GAPS
Si la materia oscura está formada por partículas llamadas WIMPs, dos de estas partículas pueden colisionar, aniquilarse y producir, entre otros productos, antideuterones de baja energía.
La firma decisiva está precisamente en la energía de estas partículas, y ese es el punto central de la búsqueda conducida por el experimento GAPS en la Antártida.
Los antideuterones producidos por materia oscura deben tener energía cinética por debajo de 0,25 GeV/n, un rango en el que los procesos convencionales de colisión de rayos cósmicos producen cantidades mucho menores.
Esto hace que esta región del espectro sea especialmente valiosa para quienes intentan separar una señal común de un posible indicio de nueva física.
Detectar un único antideuterón con la energía correcta en este rango ya tendría enorme relevancia científica. Esto se debe a que la física convencional encuentra dificultad para explicar este tipo de evento sin recurrir a una nueva fuente. En este escenario, la materia oscura dejaría de ser solo inferida por gravedad y pasaría a tener una firma física medible.
Cómo el experimento GAPS detecta antimateria con la técnica del átomo exótico
El GAPS no utiliza el método convencional de detección de antimateria. Los grandes detectores anteriores trabajan con espectrómetros magnéticos, que usan campos magnéticos intensos para curvar la trayectoria de las partículas. A partir de esta curvatura, los científicos infieren carga y momento.
Para antinúcleos de muy baja energía, como los antideuterones buscados por el GAPS, este método pierde eficiencia.
Sería necesario un campo magnético muy intenso y un instrumento mucho más pesado, lo que haría inviable la misión en una plataforma de globo estratosférico. Por eso, el proyecto necesitó seguir un camino tecnológico diferente.
El experimento usa la técnica del átomo exótico. Cuando un antideuterón entra en el detector, se desacelera y sustituye a un electrón orbital de un átomo del material detector. Se forma entonces un átomo exótico temporal.
A continuación, el antideuterón cae a niveles orbitales más internos, emitiendo rayos X característicos, y luego se aniquila en el núcleo del átomo anfitrión, produciendo una lluvia de piones que el detector registra.
Vuelo del GAPS en la Antártida: 25 días en el vórtice polar a menos 35°C
La razón de que el GAPS vuele sobre la Antártida está en el vórtice polar estratosférico, una corriente de vientos circulares que gira alrededor del polo sur entre 15 y 45 km de altitud durante el verano austral, entre diciembre y febrero. Este sistema atmosférico crea un bucle natural que mantiene el globo en circulación alrededor del continente.
Durante el vuelo, el experimento completó dos vueltas completas alrededor de la Antártida en 25 días, cubriendo decenas de miles de kilómetros.
La altitud de 37 km colocó el instrumento por encima de más del 99% de la masa atmosférica de la Tierra, lo cual es esencial porque la antimateria de baja energía sería destruida si el detector volara en capas atmosféricas más densas.
La temperatura en el detector se mantuvo en torno a menos 35°C, condición importante para mantener operativos los 160 detectores de silicio.
Este control térmico fue garantizado por un sistema de tubos capilares de transferencia de calor por multifase, sin bomba, desarrollado específicamente para esta misión científica de alta altitud.
16 terabytes de datos sobre antimateria y lo que el análisis del GAPS puede revelar
El dato más concreto ya divulgado sobre el resultado del vuelo es el volumen de información recopilada. El GAPS almacenó 16 terabytes de datos brutos durante los 25 días de la misión. Este material requerirá meses de análisis antes de que se publique cualquier resultado científico definitivo.
Para dimensionar el volumen, 16 terabytes equivalen a cerca de 16 millones de fotos en alta resolución o aproximadamente 8.000 horas de video en HD. Cada evento registrado, cada partícula detectada, cada rayo X emitido y cada pión generado por aniquilación necesita ser reconstruido individualmente a partir de las lecturas de los detectores de silicio y de los centelleadores.
El equipo tendrá que determinar si cada evento es compatible con la firma de un antideuterón, de un antiprotón o incluso de un antihelio, además de separar señales reales del ruido de fondo. Este ruido incluye principalmente los protones de los rayos cósmicos, que son miles de millones de veces más abundantes que cualquier núcleo de antimateria.
Antiprotones, antideuterones y la oportunidad de encontrar una firma directa de materia oscura
El GAPS fue diseñado para detectar cerca de 500 antiprotones cósmicos por vuelo, número suficiente para producir el espectro de energía más preciso jamás medido para antiprotones de baja energía. Estos antiprotones serán esenciales para validar el funcionamiento del instrumento antes de que el equipo avance en la búsqueda de los antideuterones, mucho más raros.
Si no se encuentra ningún antideuterón, el resultado aún tendrá un enorme valor científico. En ese caso, los investigadores podrán establecer un límite superior para la cantidad de materia oscura compatible con las propiedades previstas por los modelos de WIMP, restringiendo hipótesis y refinando la física teórica.
Pero, si se encuentran uno o más antideuterones en el rango de energía esperado, el impacto será mucho mayor. Esto significaría la primera observación de un tipo de antimateria que la física convencional no puede producir en cantidad compatible, lo que abriría camino para la primera firma directa de materia oscura.
Por qué se eligió la Antártida en lugar de la Estación Espacial Internacional
La comparación más obvia es con la Estación Espacial Internacional. Al fin y al cabo, si el objetivo es captar antimateria antes de que colisione con la atmósfera, parece natural imaginar un detector en órbita. Pero la respuesta involucra principalmente costo y masa del instrumento.
El AMS-02, el mayor detector de rayos cósmicos jamás enviado al espacio e instalado en la ISS en 2011, costó cerca de US$ 2 mil millones y pesa 8,5 toneladas.
El GAPS tiene un costo de proyecto en el rango de decenas de millones de dólares, una diferencia de dos órdenes de magnitud, lo que hace que la misión sea mucho más accesible para universidades y agencias nacionales.
El globo a 37 km no ofrece las mismas condiciones del espacio, porque aún existe atmósfera residual que puede degradar un poco las mediciones de baja energía. Aun así, el ambiente es suficientemente favorable, ya que menos del 1% de la masa atmosférica permanece por encima del instrumento. Esto hace de la Antártida una solución técnicamente eficiente y económicamente viable.
Próximos vuelos del GAPS y lo que los datos pueden mostrar sobre la materia oscura
El equipo del experimento GAPS planea realizar al menos otros dos vuelos antárticos después de esta primera misión.
Cada nuevo vuelo significa más datos, más estadística y más sensibilidad para identificar eventos extremadamente raros en el espectro de baja energía de la antimateria cósmica.
El primer vuelo, con sus 16 terabytes de datos, sus 25 días en el vórtice polar y su operación a 37 km de altitud, representa solo el comienzo del proyecto. El valor científico de esta etapa inicial está precisamente en abrir una franja de observación que ningún otro instrumento había explorado con este tipo de enfoque.
Ahora, todo depende del análisis. Si los datos revelan solo antiprotones y fondo conocido, el GAPS ya habrá producido una medición inédita.
Pero, si surge la señal correcta en el punto correcto del espectro, el experimento puede entregar algo que la física busca desde hace décadas: una evidencia observable y directa de la materia oscura.
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