El experimento LUX-ZEPLIN (LZ) ha registrado un evento compatible con una posible interacción de materia oscura con los núcleos de su detector de xenón líquido. La señal resulta inusual, pero está lejos de constituir un descubrimiento: su significación global es de 2,6 sigmas y todavía podría deberse a un fenómeno de fondo desconocido.
El evento presenta las características de un retroceso nuclear con una energía de 248 keV, con márgenes de incertidumbre de ±23 keV tanto estadístico como sistemático. Un retroceso de este tipo puede producirse cuando una partícula golpea el núcleo de un átomo de xenón, aunque su origen no tiene por qué ser materia oscura.
Una señal interesante, pero insuficiente
El análisis procede de una búsqueda ampliada basada en una exposición de 2,84 tonelada-años, una medida que combina la cantidad de material observada y el tiempo de funcionamiento. El equipo estudió 220 días activos de datos obtenidos entre marzo de 2023 y abril de 2024.
La máxima significación local llegó a 3,4 sigmas en el modelo que mejor encajaba con la señal. Esa cifra baja a 2,6 sigmas al considerar globalmente todos los modelos probados, una corrección necesaria porque buscar entre varias posibilidades aumenta la probabilidad de encontrar por azar alguna coincidencia llamativa.
En física de partículas se exige habitualmente alcanzar 5 sigmas para reclamar un descubrimiento. LZ, por tanto, no afirma haber detectado materia oscura. Además, el resultado se apoya en un solo evento y el experimento no puede excluir todavía un mecanismo de fondo raro que no haya sido identificado.
Si su origen fuese realmente la materia oscura, los datos serían compatibles con una WIMP —una partícula masiva que interactuaría muy débilmente con la materia ordinaria— de al menos 200 GeV/c². También apuntarían a una interacción más compleja que la contemplada por los modelos más sencillos utilizados habitualmente en estas búsquedas.
Más datos decidirán si la anomalía persiste
LUX-ZEPLIN opera bajo tierra en la Sanford Underground Research Facility, en Dakota del Sur. La profundidad ayuda a proteger el detector frente a partículas procedentes del espacio que podrían imitar las señales buscadas, mientras que el xenón líquido permite registrar la luz y los electrones generados por cada interacción.
La colaboración seguirá acumulando datos para comprobar si aparecen más sucesos con características similares. Una señal real debería ganar significación conforme aumente la exposición; una fluctuación estadística o un fondo no reconocido podría perder fuerza al ampliar la muestra.
El trabajo completo se encuentra en un preprint en proceso de envío a Physical Review Letters, por lo que todavía no representa una confirmación revisada por pares.
