¿Qué partículas son materia oscura fría?

Antes de enumerar los posibles candidatos para MDL, permítanme escribir un poco sobre Dark Matter y Cold Dark Matter.

La materia oscura se detecta a través de sus interacciones gravitacionales con materia ordinaria y radiación. Como prueba de esta teoría, los astrónomos han notado que las acumulaciones de materia oscura en los cúmulos de galaxias ejercen una especie de influencia gravitacional sobre la luz de los objetos que pasan.

Cold Dark Matter (CDM) es un tipo que, si existe, se mueve lentamente en comparación con la velocidad de la luz. Se cree que el MDL estuvo presente en el universo desde el principio y muy probablemente ha influido en el crecimiento y la evolución de las galaxias.

En la teoría de la materia oscura fría, la estructura crece jerárquicamente (de abajo hacia arriba), con pequeños objetos colapsando primero bajo su gravedad propia y fusionándose en una jerarquía continua para formar objetos más grandes y masivos. Entonces, para que cualquier partícula que se cree o se teorice que constituya Cold Dark Matter tenga que interactuar con cualquier campo gravitacional.

En la actualidad, ninguna materia conocida cumple con todos los criterios para MDL. Pero hay al menos tres partículas hipotéticas que, probablemente, podrían ser los componentes del MDL, siempre que se pruebe su existencia en algún momento. Los posibles candidatos son:

  • Axiones : son partículas muy ligeras con un tipo específico de auto-interacción. Pero es una partícula hipotética elemental, postulada por la teoría de Peccei-Quinn en 1977 para resolver el problema de CP fuerte (paridad de carga) en QCD (cromodinámica cuántica).
  • MACHO (Massive Compact Halo Objects) : un MACHO es un cuerpo compuesto de materia bariónica normal que emite poca o ninguna radiación y se desplaza a través del espacio no asociado con ningún sistema planetario. El término fue acuñado por el astrofísico Kim Griest. Los MACHO constituyen agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas blancas, enanas rojas débiles o planetas no asociados. Todos estos son no luminosos y masivos. Debido a su gran tamaño, son fáciles de detectar al monitorear sus interacciones gravitacionales. Pero el problema con ellos es que tienen que ser bastante grandes en número, y la distribución tiene que ser muy uniforme, lo cual es muy imposible.
  • WIMP (Partículas masivas que interactúan débilmente) : Aquí también, actualmente no hay partículas conocidas con las propiedades requeridas, pero muchas extensiones del modelo estándar de física de partículas predicen tales partículas. Los WIMP generalmente se consideran el candidato más prometedor para el MDL, ya que se clasifican como masivos y lentos, aunque pueden tener o no su propia antipartícula.

La búsqueda de WIMP implica intentos de detección directa por parte de detectores altamente sensibles, así como intentos de producción por aceleradores de partículas.

El 17 de diciembre de 2015, China lanzó uno de estos aceleradores DAMPE (Acelerador de Partículas de Materia Oscura), apodado Wukong, desde su Centro de Lanzamiento de Satélites Jiuquan.

Puede obtener más información sobre DAMPE aquí: ¿Cuáles son algunos de los datos interesantes sobre el Dark Matter Particle Explorer (DAMPE) de China?

Por ahora, el asunto de Dark Matter permanece encerrado en la oscuridad. Los científicos continúan realizando experimentos para buscar estas escurridizas partículas. Cuando lo hagan, la humanidad será conducida a través de otra puerta en la comprensión del universo.

Los candidatos favorecidos son todas partículas exóticas, teóricas y no descubiertas.

1. Partículas supersimétricas más ligeras (neutralino, fotino)

2. Axions

3. neutrinos estériles

Hay búsquedas experimentales en curso para todo esto, son bastante difíciles.

No lo sabemos todavía. Esa materia oscura existe en la mejor explicación de ciertas anomalías en el comportamiento de las galaxias. Pero qué es la materia oscura, no lo sabemos. Todo lo que sabemos es que parece no interactuar con nada más de manera significativa por ningún mecanismo que no sea la gravedad.

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