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| El detector ATLAS. Crédito: CERN |
La existencia de la materia oscura -alrededor de una cuarta parte de nuestro universo- es desconcertante. Varias observaciones astrofísicas y cosmológicas han confirmado su presencia. Sin embargo, no se ha comunicado ninguna observación experimental de la materia oscura.
Científicos de la Universidad de Manchester, en colaboración con el experimento ATLAS del CERN, han desarrollado una nueva forma de buscar la materia oscura.
El profesor Deepak Kar, de la Facultad de Física de la Universidad de Witwatersrand, en Johannesburgo (Sudáfrica), ha declarado: "En las últimas décadas se han realizado numerosas búsquedas de materia oscura en colisionadores, y hasta ahora se han centrado en las partículas masivas de interacción débil, denominadas WIMPs. Las WIMPS son una clase de partículas que, según la hipótesis, explican la materia oscura, ya que no absorben ni emiten luz y no interactúan fuertemente con otras partículas. Sin embargo, como no se han encontrado evidencias de WIMPS', nos dimos cuenta de que la búsqueda de materia oscura necesitaba un cambio de paradigma".
Lo que los científicos se preguntaban era si las partículas de materia oscura se producen en el interior de un chorro de partículas del modelo estándar. En consecuencia, se fijaron en los chorros semivisibles, una novedosa firma detectada que nunca habían examinado anteriormente.
Las colisiones de protones de alta energía suelen producir un chorro colimado de partículas procedentes de la desintegración de quarks regulares o gluones, que se agrupan en lo que se conoce como chorros. Cuando los hipotéticos quarks oscuros se desintegran en parte en quarks del modelo estándar (partículas conocidas) y en parte en hadrones oscuros estables (la "fracción invisible"), se producen chorros semivisibles.
Dado que se producen por pares, normalmente junto con chorros adicionales del Modelo Estándar, cuando todos los chorros del par no están correctamente equilibrados, el detector experimenta un desequilibrio de energía o una falta de energía. Con frecuencia, uno de los chorros semivistos está en línea con la dirección de la energía perdida.
Dado que los chorros mal medidos en el detector también pueden producir esta firma de evento, las búsquedas de chorros semivisibles se vuelven extremadamente difíciles. El nuevo enfoque de la búsqueda de materia oscura ofrece nuevas vías para este tipo de investigación.
Fuentes, créditos y referencias: