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El experimento CDMS II ha detectado tres supuestas partículas WIMPs ligeras. Esto apoyaría la idea del sector oscuro.

Uno de los cristales empleados en el detector CDMS. Foto: Fermilab. Ampliar foto.

El asunto de materia oscura es cada vez más intrigante, sobre todo porque parece que ya se están obteniendo algunos resultados, aunque sean contradictorios. Hace unos días hablábamos de la posibilidad de que el experimento AMS vea indicios de materia oscura, en concreto un exceso de positrones que serían el producto de partículas de materia oscura con una masa de cientos de GeV/c², aunque se necesita confirmar el resultado con una estadística mejor, sobre todo a altas energías.
Se ha propuesto que la materia oscura podría estar formada por WIMPs, o partículas débilmente interactuantes. Éstas casi no interaccionan con la materia ordinaria, pero muy raramente lo pueden hacer. Si se espera lo suficiente y se tiene suficiente masa que haga de blanco se puede ver algún evento de este tipo de vez en cuando.
Ahora unos resultados hechos públicos hace poco comentan la detección directa de tres partículas por parte del experimento CDMS II que podrían ser de materia oscura. Se trataría de partículas con una masa de 8,6 GeV/c².
Este experimento se encuentra en la mina de Soudan, en donde también se encuentra el experimento CoGeNT. De momento los casos son tan escasos que no se le puede llamar descubrimiento. Es decir, no se llega a las 5 sigmas de significación estadística para proclamar un descubrimiento (sólo llega a las tres sigmas).
CoGeNT usa cristales de germanio enfriados hasta cerca del cero absoluto de temperatura y mide la carga que pueda desplazar una colisión con una WIMP. Mientras que CDMS II usa cristales de silicio y germanio, también enfriados hasta cerca de 0 K, y puede medir tanto carga como calor.
Ambos experimentos tratan de detectar WIMPs, pero CDMS II es más sensible a WIMPs ligeras, mientras que CoGeNT es más sensibles a las pesadas.
Lo interesante de los resultados recientes de CDMS-II es que encajan con la masa de una supuesta WIMPs medida por CoGeNT en 2011. Se trataría de la región de masas que explora CoGeNT.
Lo contradictorio es que se esperaban WIMPs con una masa de 100 GeV/c² y se están detectando (parece) muchos más ligeras. Pero AMS parece señalar que sí son pesadas.
Según algunos físicos, esto podría apoyar la idea de la existencia de un sector oscuro compuesto, no por un solo tipo de partículas, sino por muchos tipos y con sus propias fuerzas de interacción. Si la materia oscura constituye la mayor parte de la masa del Universo, ¿por qué va a estar compuesta por un único tipo de partícula? ¿No sería demasiado aburrido?
Según Kathryn Zurek, de University of Michigan, podría haber toda una miriada de partículas oscuras de manera similar al sector visible. Sería como un reflejo del mundo visible.
Uno de los modelos más sencillos de sector oscuro propone el mismo número de partículas y antipartículas de materia oscura, como en el sector visible. Sus masas estarían entre 1 y 10 GeV/c² y esto encajaría con lo supuestamente detectado por CDMS-II.
Mientras tanto, el experimento XENON 100 en Gran Sasso (Italia) no parece haber detectado nada interesante desde que hace casi un año parecía que había detectado algo. Se supone que debía detectar estas partículas de 8,6 GeV/c², pero no lo hace. Quizás la interacción con los núcleos de Xenon es diferente a la que se da con germanio o silicio. Otra cosa curiosa: si esas partículas de 8,6 GeV/c² existen, ¿por qué no se detectaron en el LEP?
Hay muchos físicos respetables que son escépticos con este asunto. A día de hoy no se puede no se puede afirmar nada con rotundidad, pero es de esperar que conforme la sensibilidad de este tipo de experimentos vaya aumentando podamos saber finalmente algo sobre este asunto tan oscuro.

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Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.