Al mismo tiempo, el evento no se corresponde con la señal de materia oscura que esperaban los expertos. En resumen: sigue siendo un misterio.
»Estoy muy, muy entusiasmado con los resultados de LZ«Katherine Freese, física
Pero después de décadas de búsqueda sin pistas, un nuevo misterio es más que bienvenido. «He estado esperando un resultado positivo durante 40 años», dice la física Katherine Freese de la Universidad de Texas en Austin, cuyo trabajo influyó significativamente en la investigación. »Así que pueden estar tranquilos: estoy muy entusiasmado con los resultados de LZ.«
La colaboración LZ presentó el descubrimiento el 1 de septiembre de 2026 en la conferencia TeVPA en Japón. El trabajo asociado aparece en la revista «Physical Review Letters». Los investigadores de LZ estiman que la probabilidad de que se trate de un valor atípico estadístico es de aproximadamente el 0,5%.
Una sustancia invisible
El universo que observamos a través de telescopios difícilmente podría explicarse sin la materia oscura. La materia visible se mueve demasiado rápido, se compacta demasiado y se ha condensado demasiado rápido para ser la única responsable de los fenómenos observados. Debe haber cinco veces más cantidad de esta sustancia invisible llamada materia oscura. Al parecer es abundante, pero se desconoce su composición.
Los detectores como el LZ se basan en una suposición: la misteriosa sustancia está formada por las llamadas WIMP (en inglés: partículas masivas que interactúan débilmente), partículas portadoras de masa que interactúan débilmente. Estas partículas hipotéticas atravesarían la materia sin obstáculos en su mayoría, pero ocasionalmente podrían chocar con un núcleo atómico. LZ y experimentos similares intentan recolectar tantos átomos como sea posible en un lugar particularmente tranquilo para registrar colisiones tan raras.
A pesar de un escudo protector formado por rocas de un kilómetro de espesor y las paredes del detector, a veces penetra radiación de fondo, es decir, fuentes de interferencias que no tienen nada que ver con la materia oscura. Sin embargo, los físicos pueden distinguir muchas de estas señales espurias de la materia oscura e intentar reducirlas tanto como sea posible. El hecho de que un único suceso inexplicable tenga una significación estadística tan alta muestra cuán sofisticados se han vuelto los experimentos.
Proporción de materia en el universo | La materia ordinaria constituye poco más del 5% del contenido de nuestro universo. La mayoría (alrededor del 69%) parece ser energía oscura. Los porcentajes varían con el tiempo y aquí se refieren al universo actual.
La colisión de 2023 es similar a lo que cabría esperar de una señal WIMP, pero es mucho más energética de lo esperado. Según la mayoría de los modelos, LZ debería haber registrado muchas colisiones más débiles durante un evento de alta energía, pero no fue así. Si la partícula observada fuera realmente un WIMP, debería interactuar con la materia normal de una manera ligeramente diferente a la esperada, o haber sido acelerada de una manera inusual. «Dado que no sabemos exactamente qué es la materia oscura, no me parece inusual que no coincida exactamente con lo que esperábamos», dice Hugh Lippencott de la Universidad de California en Berkeley y miembro de la colaboración LZ.
Espere una avalancha de artículos en los próximos meses que expliquen cómo adaptar el modelo WIMP más simple para describir el evento LZ. “Se podrían observar otros tipos de interacciones entre las partículas hipotéticas que son completamente plausibles”, añade Freese. Sin embargo, los investigadores de LZ recomiendan precaución. «No deberíamos estar demasiado seguros al hacer afirmaciones concretas sobre la materia oscura o nueva física basada en un solo evento», dice el físico Knut Morå de la Universidad de Zurich, que forma parte de la colaboración LZ.
Además, los datos no fueron analizados “a ciegas”, un método considerado el estándar de oro en física de partículas y utilizado, por ejemplo, en el descubrimiento del bosón de Higgs para evitar distorsiones.
Pero afortunadamente puede que pronto haya más pistas. »Fueron 200 días de datos. «Pero todavía tenemos más de 700 días de datos ciegos disponibles», dice Richard Gaitskell de la Universidad de Brown, coportavoz de LZ. «Ahora los veremos más de cerca».
Estos datos adicionales mostrarán que el evento fue una anomalía o revelarán otros fenómenos similares. Paralelamente, dos experimentos competitivos, PandaX y XENONnT, están recopilando sus propios datos que ayudarán a aclarar si LZ realmente observó WIMP o fuentes de fondo previamente desconocidas.
»Esta es la última oportunidad de descubrir un WIMP«Juan Collar, físico
Hasta entonces, la colaboración con LZ intenta moderar las expectativas. “Tienes esos momentos en los que piensas: ¿podría ser este realmente el punto de inflexión?” dice Mora. «Pero sería perjudicial para el análisis centrarse en eso». Lippencott está de acuerdo: «Al mismo tiempo, la señal es diferente de todos los orígenes conocidos, lo que te hace pensar».
El misterioso suceso llega en un momento crítico en la carrera por la materia oscura. «Es un buen momento que la naturaleza eligió para este regalo», dice Juan Collar de la Universidad de Chicago, que no participa en LZ. Los detectores se están volviendo tan grandes y sensibles que pronto detectarán masas de neutrinos provenientes del Sol y de la atmósfera. Estas partículas fantasmales se parecen mucho a la materia oscura. Tan pronto como los dispositivos sean lo suficientemente sensibles para esto, la carrera probablemente tendrá que terminar.
«Ésta es la última oportunidad de descubrir un WIMP: si no está ahí, tendremos que detener nuestras operaciones dentro de diez años», explica Collar. «Este podría ser el comienzo de algo grandioso».
