El huracán Dark Matter ofrece una mejor oportunidad para identificar partículas de Axion

A la cabeza, estamos en un huracán que no podemos ver. Su superpotencia de invisibilidad proviene del hecho de que está hecha de materia oscura.

Y los físicos de las astropartículas encontraron un excelente uso para este huracán espacial invisible: resolver el misterio de lo que constituye la sustancia misteriosa. En un artículo publicado el 7 de noviembre en la revista. Revisión de física D, investigadores de la Universidad de Zaragoza, el King's College de Londres y el Instituto de Astronomía del Reino Unido predicen mayores posibilidades de identificar la materia oscura mediante el uso de datos satelitales detallados sobre los movimientos de las estrellas.

Un recordatorio de que la humanidad es una gota en el cubo del universo

El gran total de masa normal observada por la humanidad (tu gato, el sol, una cápsula de Marea) representa menos del cinco por ciento del universo. Aproximadamente el 68 por ciento es energía oscura, y el 27 por ciento final es materia oscura. Solo un espacio oscuro hecho de quién sabe qué, lo que podría impulsar la expansión acelerada del universo. De las teorías actuales, los científicos prefieren las partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP) o los axiones como la partícula misteriosa.

Básicamente estamos nadando en las cosas, lo que científicos como Ciaran A. J. O'Hare, Ph.D., un postdoctorado de física teórica en la Universidad de Zaragoza y el primer autor del estudio, llaman "viento de materia oscura".

"La razón por la que usamos esta frase es que estamos incrustados en un halo de materia oscura y estamos girando en el disco galáctico (esta rueda giratoria de estrellas y gas), pero el halo es muy diferente", dice O’Hare. Inverso. "No hay ningún disco de materia oscura, no hay rotación preferida, solo zumbando en direcciones aleatorias".

Básicamente, es posible que no sepamos qué es la partícula, pero como sabemos la dirección en la que estamos girando, los científicos como O'Hare pueden determinar de dónde debe provenir la materia oscura, que es donde están las corrientes estelares: los restos de galaxias enanas se extienden El cielo - entra.

"Las transmisiones son realmente predicciones genéricas de cómo entendemos que se forman las galaxias", dice O’Hare. La mayoría de los flujos son tenues y pequeños, pero una gran cantidad de datos ricos recopilados por el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea sobre la distancia y la velocidad de más de mil millones de estrellas les brinda a los investigadores los detalles necesarios para identificar los flujos que son difíciles de ver con el ojo humano. Además, los científicos saben que estos restos de galaxias enanas vienen con materia oscura.

La corriente S1, identificada gracias a Gaia, nos asalta como un huracán por dos razones.

"Lo realmente notable que encontramos sobre el S1 es que no solo estamos sentados en el interior, sino que la dirección a la que vamos es la opuesta, nos estamos moviendo hacia arriba", explica O’Hare. "Al probarlo, una vez que veamos materia oscura, si el flujo S1 está allí, podemos estar más seguros de que la señal que hemos visto es materia oscura porque podemos asociarla con este objeto que podemos ver en el espacio".

¿Cómo detectamos la materia oscura?

A pesar del hecho de que la materia oscura golpea nuestra galaxia en la cara, la detección es un desafío. Los experimentos típicamente crean una colisión y miden la dispersión de energía, luz o calor. Los experimentos anteriores dirigidos a WIMPs observaron la dispersión a escala nanométrica, y la ventana de energía detectable se mantuvo estrecha. Para una evidencia más clara de la corriente, el grupo optó por buscar diferentes partículas hipotéticas, axiones, en condiciones experimentales que les permiten buscar dispersiones en escala milimétrica (aún pequeñas, pero detectables) con una probabilidad mucho mayor de éxito.

Los experimentos actuales intentan subir de nivel en dos direcciones, de acuerdo con O’Hare. Algunos investigadores están haciendo el experimento lo más grande posible, para que las partículas interactúen más. Por otro lado, exponencialmente se producen más eventos de energía para la materia oscura a niveles de energía más bajos, que requieren la lectura de señales cada vez más pequeñas.

A pesar de los desafíos, la corriente S1 existe en una encrucijada prometedora. "Lo principal que realmente me gusta de la transmisión de S1 es que básicamente nos está dando otra cosa que buscar", dice O’Hare. "Es la interfaz de la astronomía y la física de partículas. Es lo que la astronomía puede decirnos sobre la física de partículas, y lo que la física de partículas puede decirle a la astronomía ".