Durante décadas, los científicos han buscado una partícula capaz de explicar la materia oscura, una sustancia invisible que constituye aproximadamente el 85% de la materia.

Ahora, el experimento LUX-ZEPLIN detectó durante este nuevo análisis un evento extraño que podría corresponder al choque de una partícula de materia oscura con un núcleo de xenón.

El detector está instalado bajo tierra en Dakota del Sur y contiene unas diez toneladas de xenón líquido ultrapuro protegido de muchas interferencias externas.

Su objetivo es registrar señales diminutas producidas cuando una partícula desconocida atraviesa el tanque y golpea alguno de los núcleos presentes en el xenón.

En esta búsqueda apareció un único evento compatible con un retroceso nuclear de aproximadamente 248 kiloelectronvoltios, una energía relativamente alta para estas investigaciones de materia oscura.

Los investigadores ampliaron precisamente el rango de energía analizado porque algunos modelos predicen que ciertas partículas oscuras producirían choques más energéticos que los buscados habitualmente.

Después de revisar posibles explicaciones conocidas, el evento continuó destacando porque apareció en una región donde el detector esperaba encontrar muy pocas señales de fondo.

Eso no significa que hayan descubierto materia oscura, porque un solo evento puede aparecer por azar o deberse a algún proceso conocido todavía mal entendido.

El análisis calcula una significancia global de 2,6 sigma, equivalente aproximadamente a una probabilidad del 0,5% de que el fondo produzca algo semejante.

En física de partículas normalmente se exige llegar a cinco sigma antes de anunciar un descubrimiento, por lo que todavía falta evidencia mucho más sólida.

Si la señal realmente procede de materia oscura, una posibilidad sería una WIMP, una partícula hipotética pesada que interactuaría muy débilmente con la materia ordinaria.

Según una de las interpretaciones, esa partícula tendría una masa cercana a doscientas veces la de un protón y mostraría un comportamiento diferente al esperado.

El trabajo fue enviado a Physical Review Letters para revisión por pares, pero todavía no ha sido aceptado ni publicado formalmente en esa revista científica.

Los resultados también fueron presentados en la conferencia TeV Particle Astrophysics, mientras el equipo continúa examinando cuidadosamente posibles fuentes alternativas capaces de producir esa señal.

LUX-ZEPLIN utiliza años de observaciones y grandes cantidades de xenón para aumentar las posibilidades de registrar interacciones extremadamente raras que normalmente pasarían completamente inadvertidas.

El análisis actual corresponde a una exposición de 2,84 toneladas-año, una medida que combina la cantidad de xenón observada con el tiempo de funcionamiento.

Otros experimentos también buscan materia oscura utilizando xenón y diferentes materiales, de modo que una señal semejante en otro detector sería especialmente importante para comprobarla.

Si LUX-ZEPLIN registra más eventos con características parecidas, la probabilidad de que se trate simplemente de una fluctuación del fondo podría disminuir de manera considerable.

Pero también puede ocurrir lo contrario: con más datos, el evento podría perder importancia estadística y terminar explicado por alguna fuente de fondo previamente desconocida.

Por ahora, el hallazgo representa actualmente una señal llamativa dentro de una búsqueda extremadamente difícil, pero todavía estamos lejos de poder afirmar que vimos materia oscura directamente.

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