Convirtiendo los núcleos en electrones para detectar materia oscura

Los experimentos de detección directa de materia oscura normalmente buscan productos de la interacción de partículas de materia oscura con el núcleo del detector. Sin embargo, esas señales nucleares de retroceso no pueden ser típicamente producidas con suficiente intensidad por las partículas de materia oscura de masas de menos de un giga-electron-voltio (GeV). Recientemente, un grupo de investigadores sugirieron que en eventos donde esa pequeña masa de las partículas de materia oscura interactúa con los electrones atómicos del objetivo, más que apagar el núcleo, podría ionizar los átomos, y esto podría dar lugar a una señal observable.

Ahora, estos teóricos, trabajando en colaborción con el XENON10, han probado esta idea revisando los datos previamente usados por el XENON10 para obtener los límites de las partículas de materia oscura en la región few-GeV. Donde los análisis previos habían estado buscando rebufos nucleares, el nuevo análisis busca sin embargo electrones como evidencia de ionización, y es capaz de establecer los límites de las partículas de materia oscura con masa muy por debajo de 1GeV, la primera detección directa de los límites de este rango de masas.

Estos resultados son significativos por si mismos, pero tal vez sea más importante la demostración del potencial de esta técnica. Los futuros experimentos específicamente diseñados para aprovecharse de esta técnica podrían ser capaces de probar de forma significativa nuevas regiones en el espacio de parámetros de la materia oscura.

Via physics.aps.org