Materia oscura: es invisible, es evasiva, es controvertida ... y es En todas partes - En el Universo, sí, pero especialmente en el mundo de la astrofísica, donde los investigadores han estado tratando exhaustivamente de revelar su verdadera identidad durante décadas.
Ahora, los científicos con el experimento internacional Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) informan la detección de una partícula que se cree que forma la materia oscura: una partícula masiva de interacción débil, o WIMP. Según un comunicado de prensa de la Universidad de Texas A&M (cuyo físico de alta energía Rupak Mahapatra es el investigador principal en el experimento) SuperCDMS ha identificado una señal similar a WIMP en el nivel de 3 sigmas, lo que indica una probabilidad del 99.8 por ciento de un descubrimiento real - una "pista concreta", como se le llama.
"En física de alta energía, un descubrimiento solo se afirma en 5-sigma o mejor", dijo Mahapatra. “Entonces esto es ciertamente muy emocionante, pero no completamente convincente para los estándares. Solo necesitamos más datos para estar seguros. Por ahora, tenemos que vivir con esta sugerencia tentadora de uno de los acertijos más grandes de nuestro tiempo ".
Si se trata de un WIMP, será la primera vez que se observe directamente una partícula de este tipo, lo que dará más información sobre qué es la materia oscura ... o no.
Notoriamente elusivos, los WIMP rara vez interactúan con la materia normal y por lo tanto son difíciles de detectar. Los científicos creen que ocasionalmente rebotan, o se dispersan como bolas de billar desde núcleos atómicos, dejando atrás una pequeña cantidad de energía capaz de ser rastreada por detectores subterráneos, colisionadores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN e incluso instrumentos en el espacio como el Espectrómetro alfa magnético (AMS) montado en la estación espacial internacional.
El experimento CDMS, ubicado a media milla bajo tierra en la mina Soudan en el norte de Minnesota y administrado por el Laboratorio Nacional de Aceleración Fermi del Departamento de Energía de los Estados Unidos, ha estado buscando materia oscura desde 2003. El experimento utiliza tecnología de detección muy sofisticada y análisis avanzado técnicas para permitir objetivos de germanio y silicio enfriados criogénicamente (temperatura casi absoluta a -460 grados F) para buscar el raro retroceso de las partículas de materia oscura.
Esta detección recién anunciada en realidad proviene de los datos adquiridos durante una fase anterior del experimento.
"Este resultado proviene de datos tomados hace unos años usando detectores de silicio fabricados en Stanford que ahora están extintos", dijo Mahapatra. "El mayor interés en la región WIMP de baja masa nos motivó a completar el análisis de la exposición del detector de silicio, que es menos sensible que el germanio para masas WIMP superiores a 15 gigavoltios [un GeVa equivale a mil millones de voltios de electrones] pero más sensible para masas inferiores El análisis resultó en tres eventos, y el fondo estimado es de 0.7 eventos ".
Aunque Mahapatra dice que el resultado es ciertamente alentador y merece una mayor investigación, advierte que aún no debe considerarse un descubrimiento.
"Solo estamos seguros en un 99.8 por ciento y queremos estar seguros en un 99.9999 por ciento", dijo Mahapatra. “En 3-sigma, tienes una pista de algo. En 4-sigma, tienes evidencia. En 5-sigma, tienes un descubrimiento ".
"En medicina, puede decir que está curando el 99.8 por ciento de los casos, y eso está bien. Cuando dices que has hecho un descubrimiento fundamental en física de alta energía, no puedes estar equivocado ".
- Dr. Rupak Mahapatra, investigador principal de SuperCDMS, Texas A&M University
La colaboración continuará investigando este sector WIMP utilizando los detectores de germanio en funcionamiento del experimento SuperCDMS Soudan y está considerando utilizar detectores de silicio de 6 pulgadas más grandes y más avanzados desarrollados en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de Texas A&M en experimentos futuros.
El equipo ha detallado sus resultados en un artículo publicado en arXiv que finalmente aparecerá enCartas de revisión física. Mahapatra también anunciará los resultados hoy a las 12 p.m. CDT en una charla en el Instituto Mitchell de Física y Astronomía Fundamental.
Fuente: Texas A&M University
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