(agregando a las otras dos respuestas)
El siguiente gráfico (tomado de esta publicación) le da una impresión del hecho de que realmente no sabemos qué es la materia oscura:
- ¿Cómo se forman los halos y subhalos de la materia oscura? ¿Cómo ayudan a formar galaxias? ¿Está la Tierra en una materia oscura subhalo?
- ¿Podría ocurrir otro Big Bang dentro de nuestro universo? Si es así, ¿lo veríamos?
- ¿Cómo sabemos acerca de nuestro universo? Quiero decir que no podemos viajar hasta el final de este universo, sin embargo, tenemos imágenes de diferentes galaxias, cómo los toma el hubble
- ¿Qué significa que la física se descompone en una singularidad de agujero negro?
- ¿Cuáles son las diferentes galaxias en el espacio?
Es cierto que el gráfico está un poco lleno, pero los bits relevantes son:
- El eje horizontal representa la masa de una hipotética partícula de materia oscura. Tenga en cuenta que esto abarca una proporción de 1: 1000 desde la masa más pequeña hasta la más grande sondeada aquí.
- El eje vertical es una medida de cuán fuertemente interactuaría la materia oscura con la materia ordinaria (incluidos los detectores en experimentos de detección directa)
- Las líneas de colores representan búsquedas de materia oscura con diferentes experimentos, el nombre del experimento se indica en el mismo color que la línea. Las regiones de parámetros sobre cada línea han sido excluidas por el experimento correspondiente (no observación de interacciones de materia oscura).
Entonces, lo que queda por sondear es principalmente la parte inferior (interacción muy débil de la materia oscura con la materia ordinaria) y la parte izquierda (masas de partículas de baja materia oscura) en este diagrama.
CMS es uno de los experimentos omnipresentes de LHC, mientras que los otros experimentos se construyeron específicamente para buscar materia oscura. También notará la complementariedad de los experimentos de LHC con los experimentos dedicados de materia oscura, los experimentos de LHC son sensibles a partículas de materia oscura con masas inferiores a las que pueden ser probadas por los experimentos dedicados si la interacción con la materia ordinaria no es demasiado débil . Por otro lado, el experimento LUX es sensible a las partículas de materia oscura con una fuerza de interacción mucho más débil en algunas regiones.
El gráfico anterior contiene algunos supuestos sobre la naturaleza de la materia oscura. Además de eso, las partículas de materia oscura podrían tener una masa mucho más pesada de lo que se puede sondear en LHC: la Review of Particle Physics menciona que podrían ser tan pesadas como 10 TeV (algunas presentaciones incluso mencionan la posibilidad de una masa oscura de 100 TeV) .
O pueden ser mucho más ligeros que el rango considerado en el gráfico anterior. Por ejemplo, el Experimento de materia oscura Axion busca candidatos de materia oscura con masas en el rango de voltios de microelectrones (a diferencia de Giga-Electronvolt en el gráfico anterior).
Wikipedia tiene una lista más exhaustiva de experimentos de materia oscura, verás que los experimentos de LHC son solo unos pocos entre muchos otros.
