Un conjunto de sensores en el experimento de materia oscura LUX-ZEPLIN en Dakota del Sur
Matthew Kapust/Instalación de investigación subterránea de Sanford
La última búsqueda de materia oscura no ha dado ningún resultado hasta ahora, pero la ventaja es que los físicos ahora pueden establecer las restricciones más estrictas jamás encontradas sobre la naturaleza de esta misteriosa sustancia. Las nuevas mediciones del experimento LUX-ZEPLIN (LZ) en Dakota del Sur significan que estamos más cerca que nunca de encontrar partículas de materia oscura o de descartar la explicación más popular para ello.
Materia oscura La materia oscura no interactúa mucho con la materia normal ni con la luz, por lo que no podemos verla. Solo sabemos que existe por sus efectos gravitacionales, pero esos efectos indican que constituye más del 80 por ciento de toda la materia. La principal explicación de la materia oscura ha sido durante mucho tiempo que está formada por partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP, por sus siglas en inglés), pero la búsqueda de estas entidades fundamentales aún no ha encontrado nada.
LUX-ZEPLIN, un detector de materia oscura compuesto por 7 toneladas de xenón líquido enterrado a 1,5 kilómetros bajo tierra, es el más sensible hasta el momento, pero después de 280 días de búsqueda, no ha encontrado ningún WIMP. “Somos los mejores del mundo en no encontrar materia oscura”, dice el portavoz de LZ El gag de Chamkaur en el University College de Londres.
Si bien este resultado puede parecer una decepción, ha permitido a los físicos establecer restricciones estrictas La naturaleza de la materia oscurareduciendo el rango de propiedades que podría tener. Las restricciones son casi cinco veces más estrictas que las mejores anteriores, lo que reduce drásticamente las posibilidades de los WIMP. Este trabajo se presentó en dos conferencias de física: Astrofísica de partículas TeV en los EE.UU. y LIDINA en Brasil – el 26 de agosto.
“Es como si nos hubieran dicho que hay un pez mágico que vive en el océano y no tenemos ni idea de dónde está”, dice Ghag. “Nos metemos en el océano, nadamos, salimos, conseguimos un esnórquel, nadamos, seguimos sin encontrarlo, conseguimos un submarino”. Si el pez mágico es un WIMP, los investigadores ya han explorado alrededor del 75 por ciento del océano sin encontrarlo, dice.
“Este es el siguiente gran paso adelante y es uno de una larga lista de pasos similares”, dice Dan Hooper en el Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi en Illinois, que no participó en este trabajo. “En cualquiera de estos pasos hacia adelante, sería justo decir que no esperamos ver nada. Pero si se toman suficientes de estos pasos, no parece improbable que podamos ver algo”.
En este punto, muchas ideas inicialmente populares para posibles tipos de WIMP Se han descartado algunos. Aún quedan algunos, pero LZ aún no ha terminado: se espera que realice 1000 días de observaciones en total antes de que finalice en 2028. “Si LZ no detecta WIMP, y el detector de próxima generación, XLZD, no detecta WIMP, se acabó para los WIMP”, dice Ghag. El proyecto XLZD todavía está en la fase de planificación.
Si los WIMP no forman materia oscura, eso será un enorme cambio de paradigmapero los físicos no renunciarán por completo a la búsqueda de materia oscura. “Si estás tratando de resolver una investigación de asesinato, y tienes 20 sospechosos, y descubres que 10 de ellos tienen buenas intenciones, [alibis]“No se dice: ‘Bueno, supongo que no hubo un asesinato’. Simplemente se tiene una mejor idea de quién podría ser el sospechoso correcto”, dice Hooper. “Tachamos algunos de nuestros sospechosos de la lista y la búsqueda se vuelve más específica y enfocada; así es como se ve el progreso en este campo”.
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