16/Dic/08

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¿Y si las partículas de materia oscura no fueran WIMP?

Durante años, muchos físicos han aceptado que la materia oscura está compuesta por partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP). El hecho de que las WIMP puedan explicar naturalmente la cantidad de materia oscura en el universo -dejada por el Big Bang- ha sido descrito como el "milagro WIMP"

Sin embargo, no todos piensan que este fenómeno representa una irrefutable predicción de que la materia oscura está hecha de WIMP. "Sabemos muy poco sobre la materia oscura, ya que no podemos medirla directamente", dice Jonathan Feng a PhysOrg.com. "Pero hay teorías y modelos. Las WIMP son atractivas porque sucede que aparecen en muchas teorías populares de nuevas partículas e interacciones. Pero, ¿y si hay otras posibilidades bien fundamentadas para la materia oscura además de las WIMP?"

Feng, físico de la University of California, Irvine, trabajó con Jason Kumar (ahora en la University of Hawaii) en la revisión de los modelos de la física para encontrar posibilidades adicionales de la materia oscura. Su trabajo, publicado en las Physical Review Letters y titulado Dark-Matter Particles without Weak-Scale Masses or Weak Interactions, sugiere que la materia oscura podría estar compuesta de partículas más pesadas y que interactúan enérgicamente, o incluso de partículas más livianas y que actúan más débilmente que las WIMP.

"Las WIMP son un ejemplo muy específico de materia oscura", continúa Feng, "pero hay una variedad más amplia de partículas. Descubrimos que algunos de los modelos también predecían la correcta cantidad de materia oscura del universo, pero con materia oscura que interactuaba mucho más enérgicamente o más débilmente que las WIMP. Nos estamos preguntando si realmente se justifica una atención casi exclusiva hacia las WIMP".

Feng dice que se piensa que las WIMP tienen una masa de alrededor de 100 GeV. Sin embargo, hay evidencias de que las partículas de materia oscura posdrían ser tan livianas como 1 GeV. Eso las pone muy lejos por debajo del alcance de las WIMP. "Un experimento denominado DAMA ha estado grabando las señales de materia oscura, y hay evidencias de que están viendo partículas livianas de materia oscura. Tenemos candidatas perfectamente buenas de 1 GeV", dice, "y ahora podemos acomodar esas partículas livianas".

Algunos modelos parecen respaldar un mayor grado de interacción entre las partículas, cree Feng. Para llegar al nivel de la materia oscura que tenemos ahora en el universo, sin embargo, estas partículas tendrían que estar aniquilándose unas a otras. "Estos modelos implican que los experimentos que buscan fotones muy enérgicos podrían ser muy prometedores".

Pero la idea de una materia oscura sin WIMP se vuelve un poco más interesante que simplemente considerar candidatas más débiles o más fuertes para materia oscura. Feng dice que la materia oscura sin WIMP podía proporcionar algún respaldo a la idea de un sector escondido -un llamado mundo de sombra. "Hay teorías que dicen que hay un mundo de sombra detrás del nuestro. Es un mundo espejo que es como el nuestro, pero que no interactúa con el nuestro. Con materia oscura de WIMP, esa posibilidad es remota".

"La materia oscura sin WIMP requiere nuevas fuerzas sobre las que realmente no sabemos mucho. Si se pudiera tener evidencia de este tipo de materia oscura, podría ser una pista de que ese mundo de sombra existe".

Dejando a un lado los mundos espejo y los sectores escondidos, Feng cree que sus hallazgos y los de Kumar justifican una segunda mirada. "Quizás los millones de dólares gastados en WIMP no son la manera más productiva de usar el dinero. Esto abre todo un grupo de diferentes caminos para descubrir qué es la materia oscura".

Fuente: PhysOrg. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard