Nueva teoría sobre la materia oscura puede explicar la masa faltante del universo

Científicos del Lawrence Livermore National Laboratory han desarrollado una nueva teoría que puede identificar por qué la materia oscura ha evadido la detección directa en experimentos terrestres.

Combinado las técnicas de la física teórica y la computacional y utilizado un superordenador, estos científicos desarrollaron el nuevo modelo que explica la materia oscura. Identificado como "furtivo" natural –en alusión a los aviones espías que son difícil de detectar- la materia oscura, habría sido fácil de ver a través de sus interacciones con la materia ordinaria en condiciones de plasma, es decir, a temperaturas extremadamente altas que impregnaba el universo temprano.

Los investigadores señalan que estas interacciones en el universo temprano son importantes porque la materia ordinaria y la abundante materia oscura que existe ahora fueron muy similares en tamaño, lo cual sugiere que hubo un equilibrio entre ambos antes de que el universo se enfríe.

La materia oscura constituye el 83 por ciento de toda la materia del universo y no interactúa directamente con las fuerzas nucleares o electromagnéticas fuertes y débiles. La luz no rebota fuera de ella, y la materia ordinaria pasa a través de él con solo la más débil interacción. En esencia invisible, la denominada materia oscura, sin embargo, en sus interacciones con la gravedad, produce efectos notables sobre el movimiento de las galaxias y cúmulos galácticos, dejando pocas dudas de su existencia.

La clave de la doble personalidad de la materia oscura es su compostura y el milagro de confinamiento. Al igual que los quarks en un neutrón, a altas temperaturas, estos componentes con carga eléctrica interactúan con casi todo. Pero a temperaturas más bajas se unen entre sí para formar una partícula de material compuesto eléctricamente neutro. A diferencia de un neutrón, que está obligado por la fuerte interacción ordinaria de la cromodinámica cuántica (QCD), el neutrón sigiloso tendría que estar obligado por una nueva y, sin embargo, no observada interacción fuerte, una forma oscura de la QCD.

Los investigadores destacan que es notable que un candidato a materia oscura que es varios cientos de veces más pesado que el protón, pueda ser una combinación de componentes con carga eléctrica y, sin embargo han evadido la detección directa hasta ahora.

Al igual que los protones, esta sigilosa materia oscura es estable y no se descompone durante tiempos cósmicos. Sin embargo, como el QCD, produce un gran número de otras partículas nucleares que decaen poco después de su creación. Estas partículas pueden tener carga eléctrica neta, pero se habrían desintegrado hace mucho tiempo. En un colisionador de partículas con energía suficientemente alta (como el Gran Colisionador de Hadrones en Suiza), estas partículas pueden producirse de nuevo, por primera vez, desde el universo temprano. Podrían generar firmas únicas en los detectores de partículas, ya que pueden estar cargadas eléctricamente.

Con experimentos de detección directa en el Gran Colisionador de Hadrones podría encontrarse (o descartar) evidencia de este nueva teoría de la sigilosa materia oscura, se indicó.