Para ser sincero, no sabemos hasta hoy. Todo lo que tenemos es un puñado de teorías y posibles explicaciones. Los siguientes son algunos realmente interesantes:
El término WIMP abarca muchas partículas de materia oscura, algunas de las cuales se analizan en esta lista.
- Si la energía oscura no pierde densidad a medida que el universo se expande, ¿las dosis significan que está ganando energía?
- ¿Aproximadamente qué tan rápido se expandió el universo, dentro del primer segundo del Big Bang?
- ¿Qué se entiende por 'pegamento cósmico'?
- ¿Es la teoría del multiverso la prueba de que el realismo modal es una interpretación correcta de la realidad?
- ¿Qué evidencia hay de que el universo no volverá a encogerse?
Corto para las partículas masivas que interactúan débilmente, los WIMP tendrían aproximadamente 1 a 1000 veces la masa de un protón e interactuarían entre sí solo a través de la fuerza débil, la fuerza responsable de la desintegración radiactiva.
Si la materia oscura fuera una estrella del pop, los WIMP serían Beyoncé. “Los WIMP son el candidato canónico”, dice Manoj Kaplinghat, profesor de física y astronomía en la Universidad de California, Irvine.
Pero un aumento reciente en los datos ha arrojado nuevas dudas sobre su existencia. A pesar del hecho de que los científicos los están buscando en experimentos en el espacio y en la Tierra, incluidos los del Gran Colisionador de Hadrones, los WIMP aún no se han mostrado, lo que hace que las restricciones sobre su masa, fuerza de interacción y otras propiedades sean aún más estrictas.
Si los WIMP no aparecen, el resultado será un impulso para nuevas soluciones creativas para el misterio de la materia oscura, más una oportunidad para finalmente tachar algo de la lista.
“Si no lo vemos, al menos terminará cerrando el capítulo sobre un paradigma realmente dominante que ha sido la guía en el campo durante muchos, muchos años”, dice Mariangela Lisanti, física teórica de partículas en la Universidad de Princeton.
Los neutrinos son partículas casi sin masa que cambian de forma de un tipo a otro y pueden fluir a través de todo un planeta sin golpear nada. Por extraños que sean, pueden tener una contraparte aún más extraña conocida como neutrinos estériles.
Estas partículas más evasivas serían tan insensibles a su entorno que tomaría toda la edad del universo para que solo una interactúe con otro pedazo de materia.
Si los neutrinos estériles son materia oscura, su reticencia a interactuar podría significar un desastre para los físicos que esperan detectarlos. Pero en un giro poético, es posible que se descompongan en algo que podemos encontrar fácilmente: fotones o partículas de luz.
“Fotones, somos bastante buenos”, dice Stefano Profumo, profesor de física en la Universidad de California, Santa Cruz.
El año pasado, los físicos que usaron telescopios espaciales descubrieron una señal constante con la energía predicha para los neutrinos estériles en descomposición que fluyen desde los centros de los cúmulos de galaxias. Pero la señal podría originarse de una fuente diferente, como los iones de potasio. (Profumo propuso esta idea en un documento titulado provocativamente “La materia oscura busca plátanos”.) Un nuevo telescopio japonés conocido como ASTRO-H tiene una resolución energética mucho mejor y puede poner fin al debate.
El ejemplo canónico de un WIMP, el neutralino, surge de la teoría de la supersimetría. La supersimetría plantea que cada partícula conocida tiene un “super” compañero y ayuda a llenar algunos agujeros en el Modelo Estándar, pero sus partículas han obstinado la observación.
Algunos de ellos, como los compañeros del fotón y el bosón Z, tienen propiedades similares a la materia oscura. La materia oscura podría ser una mezcla de estas partículas supersimétricas, y la que sería más probable que observemos se conoce como neutralino.
Descubrir un neutralino ayudaría a resolver dos problemas de física masivos: nos dirá la identidad de la materia oscura y nos dará pruebas de la existencia de la supersimetría. Pero también dejaría a los físicos con el enigma de todas esas otras partículas supersimétricas faltantes.
“Si la materia oscura es un neutralino, esencialmente nos dice que hay una gran cantidad de otras cosas nuevas que están esperando a ser descubiertas”, dice Lisanti. “Abre una compuerta de trabajo muy, muy interesante y muy emocionante por hacer”.
En el comienzo del universo, la materia y la antimateria colisionaron furiosamente, aniquilándose mutuamente en contacto hasta que, de alguna manera, solo quedaba materia. Pero no hay nada en el Modelo Estándar de física de partículas que diga que esto debe ser así. La antimateria y la materia deberían haber existido en cantidades iguales, eliminándose mutuamente y dejando un universo vacío.
Claramente, ese no es el caso, y los físicos aún no saben por qué. Es posible que el mismo principio se aplique a la materia oscura. En un giro en la teoría neutralina estándar, que incluye la propiedad de que los neutralinos son su propia antipartícula, una idea conocida como materia oscura asimétrica propone que las partículas de materia anti-oscura fueron eliminadas por sus contrapartes de materia oscura, dejando atrás la materia oscura que vemos. hoy. Encontrar materia oscura asimétrica podría ayudar a responder no solo la pregunta de qué es la materia oscura, sino también por qué estamos aquí para buscarla
Si la materia oscura no existe en otro mundo por completo, podría vivir en una cuarta dimensión espacial no vista por los humanos y nuestros experimentos. Tal dimensión sería demasiado pequeña para que podamos observar los movimientos de una partícula dentro de ella. En cambio, veríamos múltiples partículas con la misma carga pero con masas diferentes, una idea propuesta por Theodor Kaluza y Oskar Klein en la década de 1920. Una de estas partículas podría ser la partícula de materia oscura, un concepto mucho más reciente conocido como materia oscura de Kaluza-Klein. Estas partículas no brillarían ni reflejarían ninguna luz, explicando por qué nadie puede ver la materia oscura en nuestras tres dimensiones.
Confirmar que la materia oscura existe en otra dimensión también podría verse como un soporte para la teoría de cuerdas, que requiere dimensiones adicionales para funcionar.
“Puedes salir y trazar un mapa del mundo extradimensional al igual que hace 500 años, las personas cartografiaron los continentes”, dice Feng.
Fuente: ¿Qué podría ser la materia oscura?
