Posible detección de axiones solares, una nueva partícula nunca antes observada

Buscando materia oscura, el Laboratorio del Gran Sasso, en Italia, quizá se haya topado con otro hallazgo igualmente misterioso, cuya existencia es, hasta ahora, sólo una hipótesis.

El experimento Xenon1T del Laboratorio Nacional del Gran Sasso, dedicado a la búsqueda de materia oscura en el corazón de los montes Apeninos, en Italia, ha dado con unas extrañas observaciones de lo que, según los científicos, podrían ser axiones, un tipo de partícula elemental cuya existencia, hasta ahora, es sólo una hipótesis.

Los responsables del experimento argumentan que los inesperados resultados, en los que se observaron significativamente más rastros de partículas de los que se habían previsto, podrían deberse a axiones procedentes del Sol, si bien admiten que hay otras posibles explicaciones a lo ocurrido.

El Xenon1T es un detector cilíndrico relleno con 3,2 toneladas de xenón, un gas noble muy pesado, y se encuentra enterrado a un kilómetro y medio bajo el monte, para limitar al máximo toda interacción con las formas de materia y radiación más comunes y centrarse así en las eventuales partículas de materia oscura que sea capaz de captar.

Pero los axiones que quizá haya descubierto no son la materia oscura que estaba buscando, si bien se trataría de un descubrimiento también revolucionario.

Una prepublicación del informe científico, aún pendiente de la habitual revisión por pares, ha informado de los sorprendentes resultados del experimento Xenon1T, que fueron también presentados en un seminario online el pasado 17 de junio.

Los datos, en los que se observa un claro exceso de partículas respecto a los previstos por el modelo estándar de la física, se obtuvieron a lo largo de un año, entre febrero de 2017 y el mismo mes de 2018.

Desde entonces, los científicos se han devanado los sesos en busca de explicaciones compatibles con la huella que dejaron las misteriosas partículas sobre el detector.

La más relevante sería que se tratara de axiones solares, aunque no era eso lo que buscaban.

Los científicos de Xenon, una colaboración internacional dirigida por la física experimental Elena Aprile desde la Universidad de Columbia, en Nueva York, pretenden encontrar a las llamadas wimps, acrónimo en inglés de partículas masivas de interacción débil, aunque también es un juego de palabras, pues wimp significa debilucho.

Las wimps son unas de las principales candidatas para conformar la elusiva materia oscura, de la que está hecha en torno a un 85% de la materia del universo y que sólo se conoce por sus efectos indirectos, como la fuerza gravitatoria que ejerce sobre las galaxias, sin que haya podido detectarse hasta ahora ni se sepa a ciencia cierta de qué está hecha.

En todo caso, los rastros de energía que encontró el Xenon1T son incompatibles con los wimps.

Los axiones sí son, en cambio, una posible explicación al exceso de eventos observado.

Se trata también de partículas cuya realidad predicen algunos modelos, pero que nunca han sido detectadas.

De confirmarse su existencia, podría resolverse una importante incógnita en el modelo estándar de la física, el llamado problema CP fuerte.

Al margen del modelo estándar, los axiones también se han postulado como una de las partículas de las que podría estar hecha la materia oscura.

Pero Aprile y sus colaboradores no dicen que hayan encontrado materia oscura en forma de axiones, sino que, buscando la primera, se han topado con los segundos, un hallazgo que, de confirmarse, sería también importante.

Hay otras posibles explicaciones, menos llamativas, para los 53 eventos no previstos que detectó el experimento.

La primera, y más prosaica, sería que se tratara de un ruido de fondo generado en el propio detector y no tenido en cuenta hasta ahora.

El resultado también sería compatible con la presencia de neutrinos, partículas que abundan en el universo y atraviesan constantemente nuestro cuerpo.

Aunque, en este caso, se habrían comportado de un modo distinto al conocido hasta ahora.

La explicación más interesante, sin embargo, sería “la existencia de una nueva partícula“, según la nota de prensa publicada por Xenon.

“De hecho, el exceso observado tiene un espectro de energía similar al esperado por axiones producidos en el Sol“.

Nuestra estrella, en efecto, se ha postulado como una de las posibles fuentes de estas hipotéticas partículas.

“Aunque estos axiones solares no son candidatos para la materia oscura, su detección marcaría la primera observación de una bien argumentada, pero nunca observada, nueva clase de partículas, con un gran impacto en nuestra comprensión de la física fundamental, pero también de fenómenos astrofísicos“, explican desde el proyecto internacional.

Los axiones que, siempre hipotéticamente, podrían formar la materia oscura, habrían surgido en un universo mucho más joven, de modo que no serían los que ahora, si así se confirmara, estaría emitiendo nuestra estrella.

Fuente: El Mundo