En las profundidades del subsuelo, a casi una milla de la superficie, en la mina de una antigua mina de oro en Dakota del Sur, opera uno de los detectores más sensibles del planeta. LUX-ZEPLIN, o simplemente LZ, es un enorme depósito con diez toneladas de xenón líquido ultrapuro. Está diseñado para capturar lo que hasta ahora ha eludido a todos: las partículas de materia oscura.
The results were presented earlier today by Dr Sam Eriksen of @BristolUni at the TeVPA conference in Tendo, Japan
La materia oscura constituye aproximadamente el 85 por ciento de toda la materia del universo. Su gravedad mantiene unidas a las galaxias, influye en el movimiento de las estrellas y da forma a la estructura a gran escala del cosmos. Pero en sí misma es invisible y casi no interactúa con la materia ordinaria. Durante décadas, los físicos han construido instalaciones cada vez más precisas para captar cualquier indicio de su presencia. Y el 1 de septiembre de 2026, en la conferencia TeV Particle Astrophysics en Japón, la colaboración LZ anunció un resultado que ha puesto en alerta a los científicos.
En los datos recopilados durante 220 días "vivos" de observación, desde marzo de 2023 hasta abril de 2024, se detectó un único evento. El 16 de junio de 2023, el detector registró una retroceso nuclear: un diminuto "empujón" al núcleo de xenón con una energía de aproximadamente 248 kiloelectronvoltios. Esto ocurrió en la región del detector donde los procesos de fondo deberían ser extremadamente raros. Tras un análisis exhaustivo, los científicos no pudieron explicar este evento mediante fuentes conocidas: impurezas radiactivas, neutrones o rayos cósmicos que logran penetrar a través de la roca.
La significancia estadística fue de 2,6 sigma. La probabilidad de que se trate de una fluctuación aleatoria del fondo es de aproximadamente medio por ciento. Para un descubrimiento en física de partículas se requieren cinco sigma. Por lo tanto, nadie anuncia la detección de materia oscura. Pero es la señal más intrigante que LZ ha obtenido en todo su tiempo de funcionamiento.
Si el evento está realmente relacionado con la materia oscura, la partícula debería ser bastante pesada: no menos de 200 gigaelectronvoltios, es decir, más de 200 veces más pesada que un protón. Y debería interactuar de manera diferente a como lo hacen los modelos más simples de WIMP, partículas masivas de interacción débil. En la imagen clásica, tales retrocesos de alta energía deberían ir acompañados de muchos otros más débiles. No se observaron. Esto sugiere variantes más complejas: interacciones inelásticas u operadores exóticos de la teoría efectiva de campos.
Actualmente, la colaboración ya tiene muchos más datos: más de 700 días de observación que aún deben analizarse a ciegas. Otros experimentos, como XENONnT y PandaX, también continúan su trabajo. Si aparecen eventos similares de nuevo, el panorama podría cambiar. Si no, esto seguirá siendo una anomalía estadística rara.
El mundo en el que vivimos está organizado con una precisión asombrosa. La materia oscura, a la que aún no hemos tocado directamente, determina el destino de las galaxias y, posiblemente, la propia existencia de estrellas y planetas. Un impulso apenas perceptible en el xenón líquido bajo tierra es un eco diminuto de procesos que se desarrollan a escala de todo el universo. Por ahora es solo un indicio. Pero son precisamente esos indicios los que alguna vez abrieron nuevos capítulos en la comprensión de la realidad.
