Se cree que solo el 5% del universo está formado por materia visible (átomos que forman parte de cosas que podemos ver a simple vista o con instrumentos) y que el 95% restante es una combinación de materia oscura y energía oscura, conocidas conjuntamente como el «sector oscuro». Partículas hipotéticas como los axiones, los neutrinos estériles y otras podrían ser la identidad, o parte de ella, del sector oscuro.
La existencia de axiones también podría resolver un viejo problema del Modelo Estándar de la física. Este modelo esboza el comportamiento conocido del mundo subatómico. Se cree que los axiones, a veces denominados «fósiles» del universo, se originaron apenas un segundo después del Big Bang. Si realmente se crearon entonces, podrían decirnos mucho sobre el Big Bang y lo que ocurrió inmediatamente después.
Desde que en el ámbito teórico se predijo por primera vez la existencia de los axiones hace casi medio siglo, los investigadores han buscado pruebas de la existencia de estas elusivas partículas, que seguramente no forman parte del universo visible sino del sector oscuro. Pero, ¿cómo se pueden encontrar partículas que no pueden verse? Los primeros resultados físicos del experimento Coherent CAPTAIN-Mills en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Estados Unidos sugieren que un acelerador de partículas con un detector a base de argón líquido y otro equipamiento diseñado inicialmente para buscar partículas hipotéticas similares, como los neutrinos estériles, pueden servir también para buscar axiones.
Esa es la conclusión a la que se ha llegado tras el análisis de los resultados, realizado por un equipo internacional encabezado por Alexis Aguilar-Arevalo, de la Universidad Nacional Autónoma de México.
El equipamiento del experimento Coherent CAPTAIN-Mills se centra en un detector de 10 toneladas de argón líquido superenfriado. (CAPTAIN son las siglas de Cryogenic Apparatus for Precision Tests of Argon Reactions with Neutrinos).
Los protones de alta intensidad, de 800 megaelectronvoltios, generados por el acelerador de partículas LANSCE golpean un blanco de tungsteno en la sección del Laboratorio Nacional de Los Álamos conocida como Centro Lujan, y luego recorren 23 metros a través de un extenso blindaje de acero y hormigón hasta el detector, donde interactúan con el argón líquido.
Las paredes interiores del prototipo de detector están revestidas con 120 tubos fotomultiplicadores sensibles de unos 20 centímetros que detectan los destellos de luz (concretamente fotones individuales) que se producen cuando una partícula normal sacude un átomo en el tanque de argón líquido, o, en teoría, cuando lo hace una partícula del sector oscuro.
