La materia oscura puede estar escondida en un 'sector oculto'
La materia oscura no estaría formada por ninguna partícula conocida o teorizada, sino por otras de uno de los muchos 'sectores ocultos' fuera del 'sector visible' que abarca nuestra realidad.
Es la conclusión de un grupo de físicos —Bobby Acharya, Sebastian Ellis, Gordon Kane, Brent Nelson y Malcolm Perry— de instituciones en el Reino Unido, Italia y los EU, que han publicado su estudio Physical Review Letters.
Los 'sectores ocultos' son llamados así porque las partículas en estos sectores no sienten las fuerzas fuertes y electrodébiles como las del sector visible, lo que reduce en gran medida su interacción con el sector visible. Por lo tanto, las partículas del sector oculto podrían estar a nuestro alrededor, pero actualmente no tenemos forma alguna de detectarlas.
En el escenario propuesto, la materia oscura consiste en partículas en el sector oculto que se comunican a través de un portal desde el sector oculto al sector visible, y de esta manera ejercen los efectos gravitatorios que los científicos han observado durante mucho tiempo.
Aunque tal idea puede sonar exagerada, los sectores ocultos y los portales han sido componentes de la teoría de cuerdas y de la teoría M, dos teorías que intentan explicar la física de partículas en su nivel más fundamental.
El principal apoyo a la nueva hipótesis se reduce a una cuestión de estabilidad. En general, las partículas más pesadas se descomponen en partículas más ligeras. Así que las partículas más ligeras, siendo más estables, son mucho más probables candidatos a la materia oscura. Aquí es donde viene el apoyo a las WIMP (partículas masivas de interacción débil), ya que los WIMP son la partícula supersimétrica más ligera, y por lo tanto, hasta ahora, se considera estable.
Sin embargo, como se cree que existen aproximadamente 100 sectores ocultos, pero sólo un sector visible, los científicos afirman en el nuevo estudio que algún sector oculto probablemente contiene una partícula que es aún más ligera que los WIMP.
Los científicos demuestran que los WIMP podrían decaer teóricamente en una o más partículas ocultas más ligeras del sector, que a su vez podrían decaer en partículas del sector oculto aún más ligeras. Así que la partícula supersimétrica más ligera en el sector visible no sería lo suficientemente estable como para ser materia oscura. En cambio, de acuerdo con este argumento, alguna partícula del sector oculto actualmente desconocida sería un candidato de materia oscura mucho más probable.
"El mayor significado de nuestro trabajo es que obliga a los teóricos a repensar el paradigma de lo que se llama materia oscura de WIMP", dijo a phys.org Ellis, un físico de la Universidad de Michigan.
"Las WIMP han sido las candidatas más populares para lo que constituye la materia oscura durante más de 30 años. Una WIMP es una partícula un poco como los bosones Higgs o Z que son partículas pesadas eléctricamente neutras que participan en las interacciones nucleares débiles; pero a diferencia de éstas, la materia oscura de WIMP sería estable en las escalas cosmológicas. La materia oscura WIMP se ha discutido más comúnmente en el contexto de la supersimetría (SUSY)".
"Durante 30 años, los teóricos han pensado que en los modelos SUSY, la partícula SUSY más ligera era un buen candidato a materia oscura debido a su estabilidad." Sin embargo, en nuestro artículo argumentamos que si tomamos el Modelo Estándar de la física de partículas dentro de un estructura mayor de teoría de cuerdas/M, entonces las WIMP supersimétricas no son probablemente unas buenas candidatas a materia oscura, porque mostramos que son típicamente inestables".
Si la materia oscura resulta ser una partícula del sector oculto, esto explicaría por qué las WIMP han sido tan difíciles de detectar en los colisionadores de partículas. Con el fin de detectar una WIMP, los científicos tendrán que modificar su búsqueda y buscar en diferentes lugares, según estos físicos.
