El detector de materia oscura más sensible del mundo capta una señal inexplicable

El detector de materia oscura más sensible del mundo ha registrado una única interacción de partículas inexplicable que, según los investigadores, es la señal potencial de materia oscura más convincente que jamás haya visto el experimento. El hallazgo, presentado en la conferencia de Astrofísica de Partículas TeV en Tendo (Japón), se queda muy corto de lo que los físicos requieren para proclamar un descubrimiento, pero ha despertado un cauto entusiasmo entre la colaboración de 250 científicos que respalda el experimento LUX-ZEPLIN.

Un evento inesperado bajo tierra

El experimento LZ, ubicado a casi un kilómetro y medio bajo tierra en el Centro de Investigación Subterránea de Sanford, en Dakota del Sur, utiliza siete toneladas métricas de xenón líquido para buscar partículas masivas de interacción débil, o WIMP (por sus siglas en inglés), uno de los principales candidatos a materia oscura. La colaboración identificó el evento anómalo en datos recopilados durante 220 días de actividad entre marzo de 2023 y abril de 2024, en el marco de una búsqueda centrada en señales de mayor energía que las exploradas en análisis anteriores.imperial

El resultado tiene una significación estadística de 2,6 sigma: notable, pero por debajo del umbral de 5 sigma que convencionalmente se requiere para un descubrimiento en la física de partículas. Si el evento fuera causado por materia oscura, apuntaría a un tipo de WIMP más pesado de lo que muchos investigadores esperaban originalmente.imperial

"Nos intriga mucho ver este evento en los datos, en la región donde esperamos que aparezca la materia oscura y donde los ruidos de fondo competidores son muy bajos", afirmó Rick Gaitskell, profesor de la Universidad de Brown y portavoz de LZ. "Con un solo evento, no queremos adelantarnos. No estamos afirmando haber visto materia oscura".imperial

Cautela y próximos pasos

La colaboración ya ha recopilado sustancialmente más datos de los utilizados en este análisis. Los investigadores examinarán ahora esas observaciones adicionales para determinar si la señal se fortalece, se desvanece o puede atribuirse a un proceso de fondo no identificado previamente.imperial

El profesor Henrique Araújo, del Imperial College de Londres, señaló que "las búsquedas de eventos raros también son sensibles a ruidos de fondo raros, por lo que necesitamos analizar más datos para estar seguros". De cara al futuro, el propuesto Observatorio de Eventos Raros XLZD, que contendrá aproximadamente diez veces más xenón líquido que el LZ, podría comenzar a operar a mediados de la década de 2030 y sería capaz de detectar cientos de interacciones similares.imperial

Un avance paralelo en la detección de neutrinos

En otro avance anunciado el 31 de agosto en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso, en Italia, la Colaboración XENON informó de la primera observación de neutrinos solares de baja energía dispersándose en electrones en su detector XENONnT, logrando un umbral de energía de neutrinos de unos 17 keV, el más bajo jamás registrado. La señal detectada está dominada por neutrinos protón-protón, producidos en las reacciones de fusión que alimentan al Sol. El resultado de 5 sigma demuestra que la tecnología desarrollada para buscar materia oscura está abriendo ahora nuevas ventanas a la física de neutrinos. Ambos experimentos están sentando las bases para el XLZD, cuyo objetivo es llevar la búsqueda de materia oscura y el estudio de interacciones de partículas raras a una sensibilidad sin precedentes.azoquantum+2