Un candidato para la materia oscura llamado Partícula Masiva débilmente interactiva (WIMP) podría ser producido por colisiones de alta energía dentro del LHC. La búsqueda está en curso pero aún no ha tenido éxito.
El candidato de materia oscura más estudiado es una partícula masiva neutra de interacción débil (WIMP), que puede ser producida por pares en colisiones de pp (protón protón) a alta energía. El experimento ATLAS tiene un rico programa de búsqueda de partículas DM (materia oscura). El par producido sería invisible para el detector ATLAS, pero se pueden detectar las firmas con un objeto visible adicional de estado final X que retrocede contra una gran cantidad de energía faltante. [1]
El Gran Colisionador de Hadrones apunta a la materia oscura
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Los físicos de Cern creen que las partículas supersimétricas podrían estar dentro del rango de las colisiones energéticas que se generarán en el Gran Colisionador de Hadrones mejorado. Y si detectan estas entidades extrañas, podrían proporcionar la solución a uno de los mayores misterios del universo: la naturaleza de la materia oscura.
Se cree que la materia oscura impregna el cosmos, dando a las galaxias masas mucho más grandes que las que podría suministrar la materia “normal” de protones, neutrones y electrones. Sin embargo, su existencia solo se infiere, ya que a pesar de décadas de esfuerzo, los científicos aún no han observado una sola unidad de materia oscura. El nuevo LHC podría cambiar eso.
“El principal candidato para explicar la materia oscura es el Wimp, que significa partícula masiva que interactúa débilmente”, agrega Charlton. “Y puede resultar que los Wimps son tipos de partículas supersimétricas que podremos fabricar en el LHC. Veremos muchos eventos en nuestros detectores, por supuesto, y tendremos que desenredar lo que está sucediendo. Sin embargo, si vemos colisiones con energía faltante en ellos, una señal de que podríamos haber creado una partícula de materia oscura u supersimétrica que se ha llevado esa energía, entonces eso sugeriría que estamos en algo “.
En la actualidad, los investigadores están tratando de identificar a los Wimps de materia oscura de dos maneras. El primero ha involucrado la construcción de detectores muy por debajo del suelo. Allá abajo, todas las demás partículas, incluidas las generadas por los rayos cósmicos que bombardean la superficie de la Tierra, están bloqueadas. Cuando un Wimp hace una rara interacción con la materia normal, debería revelarse en los detectores. Pero hasta ahora este enfoque no ha tenido éxito.
El segundo método es tratar de hacer que la materia oscura, en forma de partículas supersimétricas, se genere en el LHC. Como dice Charlton: “Las partículas de supersimetría proporcionan una explicación perfectamente natural para la materia oscura”. [2]
Sin embargo, los recientes resultados nulos de los experimentos de detección directa, incluidos LUX y SuperCDMS, junto con la falla en la producción de evidencia de supersimetría en el experimento del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) han puesto en duda la hipótesis WIMP más simple. Los esfuerzos experimentales para detectar WIMP incluyen la búsqueda de productos de aniquilación de WIMP, incluyendo rayos gamma, neutrinos y rayos cósmicos en galaxias y cúmulos de galaxias cercanos; Experimentos de detección directa diseñados para medir la colisión de WIMP con núcleos en el laboratorio, así como intentos de producir WIMP directamente en colisionadores, como el LHC. [3]
Notas al pie
[1] http://iopscience.iop.org/articl…
[2] El Gran Colisionador de Hadrones pone su mira en la materia oscura
[3] Partículas masivas que interactúan débilmente – Wikipedia
