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¿Hemos detectado ya materia oscura?

Área: Física — miércoles, 2 de mayo de 2012

Un estudio basado en datos del Fermi apunta a que quizás haya partículas de materia oscura de 130 GeV/c2, una masa muy similar a la detectado por el LHC y atribuida al Higgs hasta ahora.

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Cuando parecía que los datos del observatorio Fermi descartaban la posibilidad de detectar partículas de materia oscura, viene ahora un astrofísico alemán y dice que han encontrado pruebas en los datos proporcionados por este telescopio sobre la existencia de partículas de 130 GeV/c2.
Como todos sabemos, la búsqueda de esas partículas que supuestamente componen la materia oscura está siendo difícil. Su detección directa de momento no ha dado frutos, así que se han buscado otros métodos indirectos para buscar pruebas de su existencia. Una de esas maneras consiste observar los rayos gamma producto de la aniquilación partícula-antipartícula de materia oscura. Nuestra Galaxia estaría rodeada por un halo de partículas de materia oscura que proporcionarían la mayor proporción de masa del sistema. Quizás algunas de ellas se aniquilen con sus correspondientes antipartículas produciendo rayos gamma.
Si se tiene un espectro plano es que no se da tal aniquilación, pero si se da un pico a una determinada energía se puede deducir que hay una partícula con una determinada masa que se puede deducir a partir de la energía de los fotones detectados. En concreto, la suma de la energía de todos los rayos gamma producidos debe ser el doble de la masa en reposo de la partícula. En una aniquilación partícula-antipartícula limpia (de este tipo o de cualquier otro) se producen dos fotones debido a la conservación del momento, así que la energía de un fotón se corresponde a la masa de cada partícula. Aunque en este caso todo depende del modelo de aniquilación de este tipo de partículas, cuya física no es bien conocida. Según el modelo considerado puede haber aniquilaciones intermedias y que al final la aniquilación secundaria se dé con una probabilidad muy baja.
Como los rayos gamma son bloqueados por la atmósfera terrestre no queda más remedio que usar telescopios espaciales en órbita como el Fermi para observarlos.
El nuevo resultado viene de un análisis estadístico de señales de rayos gamma procedentes de determinadas partes de nuestra galaxia y registrados por Fermi en los últimos tres años y medio. En el pasado se señaló algo similar a partir de los datos de Pamela, pero al final se vio que había otros procesos que explicaban esas señales.
En este caso parece que Christoph Weniger ha encontrado un pico de energía lo suficientemente estrecho en torno a los 130 GeV con una significación estadística de 3,3 σ, es decir, que la probabilidad de que el fenómeno se deba a una fluctuación estadística es de 1 sobre 1000. De momento la mejor explicación parece ser una aniquilación de este tipo, pero ya hubo otros casos que finalmente fueron una fluctuación estadística. También pueden haberse dado errores instrumentales. O puede que este investigador se haya equivocado.
Quizás lo más interesante es que en el LHC parece que se ha detectado algo en torno a los 125 GeV, señal que se ha atribuido al Higgs. Como es difícil imaginar un halo de Higgs en nuestra galaxia (o en cualquier otra), pudiera ser que en realidad se haya detectado ya una partícula de materia oscura en el gran colisionador a esa energía y que el Higgs no esté ahí o simplemente no exista. Esta posibilidad no deja de ser realmente interesante.

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Fuentes y referencias:
Noticia en Physics World.
Artículo en ArXiv.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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5 Comentarios

  1. lluís:

    Como dicen los británicos: “wait and see”.Creo que lo mejor es esperar y ver, efectivamente. De todos modos si se descarta el Higgs, creo que sería mucho más interesante. Y si realmente existe una partícula de materia oscura, se abren esperanzas a esas cosas que se suelen tildar por un buen número de físicos notables, y otros buenos físicos como de “filosofía” o “religión”.
    Saludos.

  2. tomás:

    ¡Lo sabía! Cuando he leído el título del artículo y luego “1 comentario”, de inmediato he sospechado que había de ser de mi buen amigo “lluís”. Como dices, aunque poco entiendo de esto, la cosa es esperanzadora.
    Un gran abrazo.

  3. lluís:

    Esto te pasa porque me tienes “calao”, amigo tomás.Seguro que no tienes dotes de “vidente”. Es imposible que las tengas, como sobradamente sabemos.
    Otro para tí.

  4. hector04:

    Nadie pensaba que el sol produjera Muones capaces de atravesar una montaña, pero se han detectado, nadie pensaba que el sol produjera tantos neutrinos pero los produce, si bien es cierto el satélite esta fuera de la influencia terrestre sigue bajo la influencia del Sol, desacoplar esa fuerte señal producida por procesos que aun no conocemos es una cosa muy dificil sobre todo para niveles de energía aparentemente tan altos, 1Gev en rayos Gamma es mucha energía 130 es exepcional por lo que estimo debe ser eventos esporádicos lo que a su vez trae una base estadistica de eventos que se miden en escala anual es decir mucha dispersión y sacar un 3,3 sigma de eso es muuucho trabajo, mas aun si quieres asociarlos a una desintegración cuando hay procesos que los producen directamente como los agujeros negros y los GRB. Por otro lado un higgs a 126 o 125 Gev tiene un proceso bien definido y de confirmarse y haciendo otras pruebas se confirmara que es higgs o es el primero de muchos higgs pero de lo que se estará seguro es que es higgs y no otra cosa.

  5. NeoFronteras:

    Para que se confirme que es el Higgs se necesitará demostrar que su física es la del Higgs y no solamente que hay una partícula de esa masa y que probablemente sea el Higgs. De hecho, un Higgs de esa masa es inesperado, así que puede que no sea el Higgs después del todo.

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