Un estudio internacional en el que participan investigadores del Donostia International Physics Center (DIPC) y de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) ha realizado un "descubrimiento clave" que "podría ayudar a la detección de la materia oscura" del universo, aquella que a diferencia de las estrellas no es visible.

Según señala el DIPC de San Sebastián en una nota, el hallazgo, que ha sido publicado en la revista 'Science', "marca un hito en materiales topológicos y abre nuevas vías para la fotónica y los sistemas de comunicación robustos".

En su comunicado, el DIPC recuerda que, a pesar de que resulta "crucial en la explicación de fenómenos cósmicos", por el momento la materia oscura del universo no ha podido ser detectada "por medios convencionales", dado que "no interactúa con la luz y la materia ordinaria".

Se piensa que la materia oscura "puede estar compuesta de unas partículas hipotéticas denominadas axiones" que se habrían creado durante la formación del universo y cuya detección resulta "realmente difícil" porque "apenas interactúan con su entorno".

No obstante, los científicos creen que los axiones "podrían transformarse en fotones (partículas de luz) bajo campos magnéticos fuertes", una circunstancia que resultaría "definitiva para su detección".

En este sentido el equipo internacional en el que participa el DIPC ha logrado "alcanzar un hito significativo" al demostrar que los fotones pueden imitar el comportamiento de los axiones cuando pasan a través de estructuras cristalinas tridimensionales diseñadas especialmente.

"Estos cristales -aclara el DIPC en su nota- permiten que la luz de determinadas longitudes de onda discurra únicamente a lo largo de sus bordes y en una sola dirección, sin pérdidas o interferencias, sorteando los obstáculos con facilidad".

"Este movimiento -prosigue- reproduce el comportamiento teórico de los axiones y supone un gran avance en la investigación experimental de la materia oscura".

En opinión del centro de investigación donostiarra, también podrían ayudar a conseguir que la transmisión de datos y la computación cuántica sean más robustas, ya que esta propiedad es esencial para este cometido.

Según Chiara Devescovi y Antonio Morales, investigadores del DIPC que han desarrollado parte del trabajo teórico, "esta investigación no sólo prueba la existencia de un nuevo material fotónico sino que también establece una nueva manera de controlar y utilizar la luz en tres dimensiones".

"La observación experimental del comportamiento axiónico en cristales fotónicos proporciona un entendimiento importante sobre la física fundamental y sienta las bases para el desarrollo de tecnologías de última generación", argumentan.

En este sentido, avanzan que, "más allá de las comunicaciones fotónicas, este descubrimiento podría ofrecer nuevas plataformas experimentales para explorar la electrodinámica de los axiones y otros principios fundamentales de la física, como el trenzado en cristales fotónicos".

Por su parte, el investigador Ikerbasque Aitzol Garcia-Etxarri y la investigadora del DIPC y profesora en la Universidad de Sherbrooke, Maia Garcia Vergniory, que han liderado el trabajo realizado en el Donostia International Physics Center, han subrayado la importancia de la colaboración internacional "en la resolución de desafíos científicos complejos" como el de esta investigación.

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