Los investigadores exploran la hipótesis del "fotón oscuro", cuestionan la hipótesis del modelo estándar y obtienen una nueva comprensión de la materia oscura. La materia oscura constituye el 84% de la materia del universo y un equipo global de científicos ha analizado en profundidad sus complejas propiedades. Su investigación se centra en los "fotones oscuros", partículas teóricas que tienen el potencial de cerrar la brecha entre la elusiva materia oscura y la materia normal.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por expertos de la Universidad de Adelaida, ha descubierto más pistas mientras exploran la naturaleza de la materia oscura. "La materia oscura constituye el 84% de la materia del universo, pero sabemos muy poco sobre ella", afirmó el profesor Anthony Thomas, profesor de Física de la Universidad de Adelaida. "La existencia de la materia oscura ha sido demostrada de manera concluyente a partir de sus interacciones gravitacionales, pero a pesar de los mejores esfuerzos de los físicos de todo el mundo, sus propiedades precisas siguen siendo difíciles de alcanzar. La clave para comprender este misterio puede estar en los fotones oscuros, que son teóricamente partículas masivas que pueden ser la puerta de entrada entre la zona oscura de las partículas y la materia regular".
Nosotros y nuestro mundo físico estamos hechos de materia ordinaria, pero hay mucha menos materia ordinaria que materia oscura: hay cinco veces más materia oscura que materia ordinaria. Encontrar más información sobre la materia oscura es uno de los mayores desafíos que enfrentan los físicos de todo el mundo.
Los fotones oscuros son partículas hipotéticas de sectores ocultos que se cree que son portadores de fuerza similares a los fotones electromagnéticos, pero posiblemente relacionados con la materia oscura. Científicos, entre ellos el profesor Thomas, miembro del Centro de Excelencia en Física de Partículas de Materia Oscura del Consejo Australiano de Investigación (ARC), y sus colegas el profesor Martin White, el Dr. Xuangong Wang y Nicholas Hunter-Smith están probando las teorías existentes sobre la materia oscura para obtener más pistas sobre esta elusiva pero importante sustancia.
El profesor Thomas dijo: "En nuestro último estudio, investigamos el impacto potencial que los fotones oscuros podrían tener en una serie de resultados experimentales de procesos de dispersión inelástica profunda. El análisis de los subproductos de colisiones de partículas aceleradas a energías extremadamente altas proporciona a los científicos evidencia sólida de la estructura del mundo subatómico y sus leyes naturales. En la física de partículas, la dispersión inelástica profunda se utiliza para explotar electrones, muones y neutrones. Trinos es el nombre del proceso dentro de los hadrones. (especialmente bariones, como protones y neutrones). Utilizamos el marco de análisis global de la función de distribución de partones del Laboratorio Jefferson de última generación (JAM) para modificar la teoría subyacente y tener en cuenta la posibilidad de fotones oscuros. Nuestro trabajo muestra que la hipótesis del fotón oscuro supera a la hipótesis del modelo estándar en una significación de 6,5 sigma, lo que constituye una evidencia para el descubrimiento de la partícula.
El equipo de investigación, que incluía a científicos de la Universidad de Adelaida y colegas del Laboratorio Jefferson en Virginia, EE.UU., publicó sus hallazgos en el Journal of High Energy Physics.