¿Primera señal de materia oscura? Extraño evento sorprende a científicos bajo tierra

Estados Unidos.— Un extraño evento registrado a casi 1.5 kilómetros bajo tierra ha despertado el interés de físicos de todo el mundo: el experimento LUX-ZEPLIN (LZ), uno de los detectores de materia oscura más sensibles construidos hasta ahora, encontró una interacción que los científicos no han podido explicar fácilmente mediante procesos conocidos.

La señal podría ser compatible con la interacción de una WIMP, siglas en inglés de partícula masiva débilmente interactuante, una de las principales candidatas propuestas por los físicos para explicar de qué está hecha la misteriosa materia oscura.

Sin embargo, los propios investigadores son cautelosos: todavía no aseguran haber detectado materia oscura.

Una señal extraordinariamente rara

LUX-ZEPLIN funciona en el Sanford Underground Research Facility, en Dakota del Sur, dentro de las instalaciones de una antigua mina de oro.

Su ubicación a gran profundidad no es casualidad. La enorme cantidad de roca que se encuentra encima del detector ayuda a protegerlo de rayos cósmicos y otras partículas capaces de generar señales que podrían confundirse con las que buscan los científicos.

En el nuevo análisis, los investigadores estudiaron 220 días efectivos de observaciones, obtenidos entre marzo de 2023 y abril de 2024.

Fue entonces cuando apareció algo inesperado.

El detector registró un solo evento con características consistentes con el retroceso de un núcleo de xenón y una energía estimada de aproximadamente 248 kiloelectronvoltios (keV), precisamente en una región donde se esperaba una cantidad muy baja de señales de fondo.

Los científicos dedicaron meses a estudiar posibles explicaciones alternativas.

Hasta ahora, el evento continúa resultando inusual.

¿Podría tratarse realmente de materia oscura?

Esa es la gran pregunta.

La materia oscura no puede observarse directamente mediante telescopios porque no emite, absorbe ni refleja luz de la forma en que lo hace la materia convencional.

Los científicos saben que existe principalmente por sus efectos gravitacionales sobre estrellas, galaxias y grandes estructuras del universo.

Se estima que representa alrededor del 85% de toda la materia del universo, pese a que su composición continúa siendo uno de los mayores enigmas de la física moderna.

Una de las hipótesis más estudiadas propone que está formada por partículas WIMP. Estas interactuarían tan débilmente con la materia convencional que podrían atravesar enormes cantidades de material prácticamente sin dejar rastro.

LUX-ZEPLIN fue diseñado precisamente para intentar detectar esas rarísimas colisiones.

Un gigantesco tanque de xenón para encontrar lo invisible

El experimento utiliza aproximadamente 10 toneladas de xenón líquido ultrapuro, acompañado de sofisticados sensores capaces de registrar diminutos destellos producidos cuando una partícula deposita energía dentro del detector.

Si una WIMP atravesara el xenón y chocara contra uno de sus núcleos, podría producir una señal extremadamente pequeña.

Eso es precisamente lo que los investigadores están buscando.

De acuerdo con el análisis científico, si el extraño evento realmente hubiera sido producido por materia oscura, la partícula responsable probablemente tendría una masa superior a 200 veces la del protón.

Pero existe un problema fundamental: solo se ha encontrado un evento.

Todavía no es un descubrimiento

El resultado alcanzó una significancia estadística global de aproximadamente 2.6 sigma.

En física de partículas normalmente se exige alcanzar 5 sigma antes de anunciar formalmente un descubrimiento. Por ello, los investigadores insisten en que la señal podría terminar teniendo otra explicación.

El propio equipo de LUX-ZEPLIN ha señalado que no está afirmando haber encontrado materia oscura.

Lo que sí consideran es que se trata de la pista más convincente obtenida hasta ahora por este experimento.

La colaboración internacional reúne alrededor de 250 científicos e ingenieros de 39 instituciones y continuará recopilando información en Dakota del Sur.

Los próximos datos serán decisivos: si aparecen más eventos con características similares, la evidencia podría fortalecerse. Si no aparecen, aquella misteriosa señal podría terminar siendo simplemente una anomalía estadística o un fenómeno todavía no identificado.

Por ahora, un único evento ocurrido en la oscuridad, a casi un kilómetro y medio bajo tierra, mantiene abierta una de las preguntas más importantes de la ciencia:

¿de qué está hecho realmente el universo?