Los científicos comenzaron a ver brillar cristales en la década de 1990. Esos cristales brillaron más en el verano, lo que los investigadores tomaron como evidencia de materia oscura. Pero esos científicos probablemente estaban equivocados, sugiere una nueva investigación.
Los científicos tienen muy buenas razones para creer que existe la materia oscura: que hay algunas cosas invisibles que tiran de todo con su gravedad, pero eso es invisible para nuestros telescopios. Pero no saben de qué está hecha esa materia oscura. Los físicos tienen algunas conjeturas. Pero los investigadores nunca han detectado ninguna evidencia directa que sugiera que cualquier suposición particular es correcta, con una posible excepción: un solo detector en Italia brilló más en invierno que en verano, lo que sugiere que un modelo particular de materia oscura era correcto. Pero ahora, un nuevo experimento que intenta replicar ese ciclo de chispa anual no ha logrado obtener resultados significativos, lo que indica que la evidencia de materia oscura del detector italiano probablemente sea incorrecta.
Aquí está el trato: una teoría popular de la materia oscura establece que el material está compuesto de partículas llamadas "partículas masivas de interacción débil" o "WIMPS". Estos WIMP serían partículas pesadas no descritas en el Modelo Estándar de física, aunque probablemente serían socios supersimétricos de las partículas del Modelo Estándar. Los WIMP usarían su gravedad para tirar de otras partículas, de lo contrario rara vez interactuarían con ellas.
Basado en cómo la materia oscura parece actuar sobre la materia emisora de luz en el universo, los investigadores piensan que la sustancia tiende a agruparse en galaxias, manteniéndolas juntas. Eso significa que si la materia oscura está hecha de WIMP, más de ellos deberían golpear la Tierra en junio, cuando nuestro planeta se precipita hacia el halo de materia oscura de la Vía Láctea, que en diciembre, cuando nuestro planeta se aleja de esa región. Afortunadamente para el equipo WIMP , un solo experimento pareció apoyar esa hipótesis.
En un lugar subterráneo en Italia, los detectores de fotones miran los cristales de yoduro de sodio todo el día y toda la noche en la oscuridad, buscando rastros de luz. Esos cristales brillan cuando interactúan con otras partículas, y en ese lugar enterrado, llamado experimento DAMA / NaI, los WIMP estarían entre las únicas otras partículas alrededor. Ya en abril de 1998, solo tres años después de que comenzara el experimento DAMA / NaI, Los investigadores informaron en la revista Physics Letters B que los cristales parecían iluminarse más en verano que en invierno. Eso fue exactamente lo que los investigadores esperaban ver si la materia oscura estaba realmente compuesta de WIMP. Tan recientemente como en 2017, los investigadores que observaron datos del experimento DAMA / NaI 1995-2002 y el experimento DAMA / LIBRA actualizado, que comenzó en 2003, informaron evidencia de un cambio anual en el comportamiento de los cristales.
Pero esos resultados no se han mantenido muy bien en los intentos de replicación.
El detector Xenon100, también en Italia, también buscó WIMP, aunque lo hizo mirando al xenón, no al yoduro de sodio, en una cámara oscura. Para 2010, estaba claro que XENON100 no iba a detectar la señal anual de DAMA. Otra búsqueda más grande de xenón, esta en China, no reportó resultados a principios de este año. Sin embargo, aún otro experimento, llamado CoGeNT, con sede en Minnesota y que se basa en una sola porción de germanio, parecía replicar la señal anual de DAMA.
Sin embargo, las últimas noticias no son buenas para DAMA. El miércoles (5 de diciembre), los investigadores del detector Cosine-100 en Corea del Sur publicaron un artículo en la revista Nature informando que no habían visto un cambio anual en su detector más nuevo y elegante. Eso es un gran problema, porque los sensores de luz de Cosine-100 están observando fragmentos subterráneos de yoduro de sodio, al igual que los de DAMA. Entonces, si DAMA hubiera encontrado un resultado real, también debería aparecer en Cosine-100.
"El resultado de esta búsqueda es significativo porque, por primera vez, tenemos detectores de cristales de yoduro de sodio de tamaño considerable con suficiente sensibilidad. Han pasado 20 años que la afirmación potencialmente significativa no se ha reproducido utilizando los mismos cristales de forma independiente". Su Lee, codirectora de Cosine-100, dijo en un comunicado.
Los investigadores aún no saben qué causó la señal anual o por qué apareció en DAMA pero no en Cosine-100. Pero el equipo coreano dijo que espera que una próxima actualización de su detector arroje mejores datos para ayudar a resolver el misterio de la materia oscura y la señal DAMA.
