Los científicos que trabajan en el experimento del solenoide de muón compacto (CMS) del CERN han publicado los últimos datos en su búsqueda de una partícula exótica de larga vida conocida como fotón oscuro.
Los fotones oscuros (también llamados fotones ocultos) se diferencian de los fotones normales (partículas de luz) en que se cree que tienen masa, lo que los convierte en Primer candidato para explicar la materia oscura. La materia oscura es el término general para describir cosas aparentemente invisibles en el espacio que solo han sido observadas. a través de su efectos gravitacionales, pero nunca se ha detectado directamente y nadie está seguro de qué es en realidad.
Los físicos de CMS están tratando de cambiar eso. Al igual que las partículas producidas en otros experimentos en el CERN, los hipotéticos fotones oscuros serían producidos por la desintegración de otra partícula: el bosón de Higgs, propuesta en los años 1960 y famosamente observado en 2012. Se cree que los bosones de Higgs se descomponen en fotones oscuros, que luego se desintegrarían en muones desplazados. La colaboración CMS está trabajando para restringir los parámetros en los que ese proceso ocurriría.
El Gran Colisionador de Hadrones del CERN comenzó su tercera ejecución en julio de 2022, con una mayor capacidad para colisiones de partículas que en sus ejecuciones anteriores. Esto significa que el algoritmo—o “activador”—del experimento CMS, que detecta colisiones interesantes, tiene más eventos para examinar y, por lo tanto, más oportunidades para detectar. muones desplazados que resultaron de fotones oscuros.
“Realmente hemos mejorado nuestra capacidad para activar muones desplazados”, dijo Juliette Alimena del experimento CMS en un declaración. “Esto nos permite recopilar muchos más eventos que antes con muones que se desplazan desde el punto de colisión a distancias de unos pocos cientos micrómetros a varios metros. Gracias a estas mejoras, si existen fotones oscuros, ahora es mucho más probable que CMS los encuentre».
Los fotones oscuros se consideran de larga vida, según los estándares de las partículas: existen durante una décima de milmillonésima de segundo. A pesar de su longevidad, son difíciles de detectar, razón por la cual nadie lo ha hecho todavía. De hecho, la búsqueda de fotones oscuros ha sido continuando durante años“Las búsquedas de fotones oscuros son al mismo tiempo sencillas y desafiantes”, dijo el físico James Beacham a Gizmodo en 2018. “Sencillas porque el concepto es general”. y lo suficientemente simple como para que diseñar búsquedas experimentales sea bastante fácil, pero desafiante porque realmente no tenemos ni idea dónde en el espacio de parámetros el fotón oscuro podría vivir».
Algunos científicos son buscando materia oscura usando pequeños espejitos, mientras otros intentan sintonice su frecuencia con una “radio de materia oscura”. En CMS, los físicos están tratando de detectar las partículas a medida que se descomponen en pares de muones.
En un impulso para CMS, pronto se actualizará el Gran Colisionador de Hadrones. El próximo LHC de alta luminosidad aumentará la luminosidad de la instalación en un factor de 10 y aumentará el número de bosones de Higgs que los físicos deben estudiar en un orden de magnitud. Se espera que el HL-LHC esté listo para operar en 2029. Mientras tanto, la tercera ejecución del LHC continuará hasta 2026.
Datos del colisionador sigue produciendo nuevas partículas subatómicas para interrogar, pero algunos, aquellos presuntos responsables de la materia oscura del universo, siguen siendo esquivos. Al menos por ahora.
