La materia oscura es cada vez más desconcertante. En todo el mundo, los físicos han estado intentando durante décadas determinar la naturaleza de estas partículas de materia, que no emiten luz y, por lo tanto, son invisibles para el ojo humano. Su existencia se postuló en la década de 1930 para explicarciertas observaciones astronómicas. Como la materia visible, como la que compone las estrellas y la Tierra, constituye solo el 5 por ciento del universo, se ha propuesto que la materia oscura debe representar el 23 por ciento de lo que está ahí afuera. Pero hasta la fecha y a pesar deLa investigación intensiva, ha resultado imposible identificar realmente las partículas involucradas.Los investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU han presentado una nueva teoría de la materia oscura, lo que implica que las partículas de materia oscura pueden ser muy diferentes de lo que normalmente se supone.en particular, su teoría involucra partículas de materia oscura que son extremadamente claras, casi cien veces más livianas que los electrones, en marcado contraste con muchos convencionalesmodelos que involucran partículas de materia oscura muy pesadas.
Según la teoría común, la materia oscura debe existir porque, de lo contrario, las estrellas no seguirían girando alrededor del centro de sus galaxias como en realidad lo hacen. Entre los candidatos particularmente favorecidos para la materia oscura se encuentran las llamadas partículas masivas de interacción débil, o WIMPsLos investigadores los están buscando en el laboratorio subterráneo italiano Gran Sasso, por ejemplo. Pero las publicaciones científicas recientes en el campo de la física de astropartículas cada vez más consideran que es poco probable que los WIMP sean prospectos viables cuando se trata de materia oscura ".también, actualmente están buscando activamente posibles alternativas ", dijo el profesor Joachim Kopp de la Universidad de Mainz.
El físico, junto con sus colegas Vedran Brdar, Jia Liu y Xiao-Ping Want, analizaron más de cerca los resultados de las observaciones realizadas por varios grupos independientes en 2014. Los grupos informaron la presencia de una línea espectral previamente no detectada,con una energía de 3.5 kiloelectrones voltios keV, en la luz de rayos X de galaxias y cúmulos de galaxias distantes. Esta inusual radiación de rayos X podría ofrecer una pista sobre la naturaleza de la materia oscura. Se ha señalado previamente que las partículas de materia oscurapodría descomponerse, emitiendo así rayos X. Sin embargo, el equipo de Joachim Kopp en el Clúster de Excelencia con sede en Mainz en Física de Precisión, Interacciones Fundamentales y Estructura de la Materia PRISMA está adoptando otro enfoque.
radiación de rayos X producida por la aniquilación de la materia oscura
Los investigadores de PRISMA proponen un escenario en el que dos partículas de materia oscura colisionan, lo que resulta en su aniquilación mutua. Esto es análogo a lo que sucede, por ejemplo, cuando un electrón se encuentra con su antipartícula, un positrón ". Hace mucho tiempo se asumió que"no sería posible observar tal aniquilación de la materia oscura si estuviera hecha de partículas que la luz", explicó Kopp. "Hemos sometido nuestro nuevo modelo al escrutinio y lo hemos comparado con datos experimentales, y todo encaja mucho mejor queen el caso de modelos anteriores "
Según el modelo de Kopp, las partículas de materia oscura serían fermiones con una masa de solo unos pocos kilovoltios de voltios, con frecuencia llamados neutrinos estériles. Dicha materia oscura liviana generalmente se considera problemática porque dificulta explicar cómo se podrían haber formado las galaxias."Hasta ahora, hemos podido abordar estas preocupaciones", explicó Kopp. "Nuestro modelo ofrece una salida elegante". La suposición de que la aniquilación de la materia oscura es un proceso de dos pasos es de crucial importancia en este contexto:durante la etapa inicial del proceso, se forma un estado intermedio, que luego se desintegra en los fotones de rayos X observados ". Los resultados de nuestros cálculos muestran que la firma de rayos X resultante se correlaciona estrechamente con las observaciones y, por lo tanto, ofrece una explicación novedosa.para estos ", agregó Kopp.
Al mismo tiempo, el nuevo modelo en sí es tan general que ofrecerá un punto de partida interesante para la búsqueda de materia oscura, incluso si resulta que la línea espectral descubierta en 2014 tiene un origen diferente. Físicos teóricos y experimentales enJGU está trabajando actualmente en la misión propuesta de la ESA e-ASTROGRAM, que tiene como objetivo analizar la radiación de rayos X astrofísica con una precisión previamente no alcanzada.
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Materiales proporcionados por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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