No sabemos qué es la materia oscura.Sabemos mucho sobre las propiedades de la materia oscura y cómo se comporta, por lo que sabemos qué propiedades físicas debería tener la materia oscura, pero la materia conocida no tiene todas las propiedades que necesita.Así que entramos en pánico.
Lo más parecido que tenemos es un neutrino.Interactúan solo débilmente con otra materia pero no fuertemente con la luz, por lo que pueden considerarse una forma de materia oscura.El único problema es que los tres tipos conocidos de neutrinos tienen masas muy pequeñas.Debido a esto, orbitan el universo casi a la velocidad de la luz.Esto significa que los neutrinos son una forma de materia oscura “caliente”. Al igual que un gas caliente se compone de moléculas que se mueven rápidamente.Basados en observaciones de materia oscura como cúmulos galácticos, sabemos que la materia oscura cósmica esLa mayor parte del tiempo debe estar frío.Los neutrinos pueden constituir una pequeña fracción de la materia oscura, pero la mayor parte de la materia oscura debería ser otra cosa.
Sin embargo, debido a que los neutrinos están muy cerca de cumplir las propiedades de la materia oscura, algunos científicos creen que la materia oscuraNeutrinos estériles.Al igual que otras partículas elementales, los neutrinos tienen una propiedad conocida como espiral.De forma predeterminada, los neutrinos pueden girar en el sentido de las agujas del reloj a lo largo de la dirección del movimiento (hélice a la izquierda) o en sentido contrario a las agujas del reloj a lo largo de la dirección del movimiento (a la derecha).La mayoría de las partículas pueden tener dos tipos de espirales, pero los neutrinos son extraños.Solo vemos neutrinos zurdos y antineutrinos diestros.
Esto significa que los neutrinos dextrógiros, si están presentes, no interactúan con la materia ordinaria, sino solo con la gravedad.Por lo tanto, son “estériles”.Y si tienen una masa mucho mayor que los neutrinos normales, los neutrinos estériles serían “fríos” y podrían ser una solución al problema de la materia oscura.Esa es una buena idea, pero desafortunadamente, un nuevo estudio no parece ser el caso.
Este nuevo estudio analizó los datos de colaboración MicroBooNE de Fermilab.Los neutrinos se irradiaron con un detector MicroBooNE para determinar qué tipo de interacción había ocurrido con la materia ordinaria.Los primeros estudios, como el experimento Liquid Scintillator Neutrino Detector en Los Álamos y el MiniBooNE en Fermilab, detectaron más eventos de los que predijeron los modelos estándar.Una posible solución a este misterio es que los neutrinos estériles al interactuar con otros neutrinos generan un exceso de electrones en el evento observado.Otra posibilidad es que los fotones de fondo estén distorsionando los datos.La colaboración MicroBooNE analiza una de estas opciones y es sorprendentemente lo suficientemente precisa como para descartar ambas.Los datos excluyen los fotones de fondo con un 95 % de confianza y los neutrinos estériles con un 99 % de confianza.
Si el exceso inicial que ve en el MiniBooNE es un efecto real (y no hay razón para sospechar que no lo es), entonces están sucediendo cosas extrañas.Es posible que aún existan neutrinos esterilizados, pero su interacción debe ser más sutil de lo que predice el modelo.Además, puede haber interacciones complejas entre neutrinos ordinarios que actualmente no se consideran en los modelos estándar.De cualquier manera, hay mucho más por entender y apenas estamos comenzando a descubrir las respuestas.
referencia:Abratenko, P., et al.“Primer descubrimiento de prueba de la atenuación de la radiación delta de corriente neutra inducida por neutrinos del exceso de baja energía de MicroBooNE y MiniBooNE de acuerdo con la hipótesis del fotón único..”preimpresión de arXiv arXiv:2110.00409 (2021).