Exceso de positrones detectado en rayos cósmicos podría ser indicativo de materia oscura
Desde su vista panorámica -alrededor de 400 kilómetros alejado de la Tierra- el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS) reúne información de rayos cósmicos que atraviesan el detector (crédito: NASA)
El equipo internacional a cargo del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS, por sus siglas en inglés), ubicado en el exterior de la Estación Espacial Internacional (ISS), dio a conocer ayer los primeros resultados sobre su búsqueda de materia oscura.
Los resultados, dados a conocer por su vocero Samuel Ting en un seminario en el CERN, serán publicados en la revista Physical Review Letters. En ellos se da a conocer un exceso de positrones en el flujo de rayos cósmicos*.
La información muestra también que no existe variación en el tiempo o en alguna dirección determinada de entrada. Los resultados son consistentes con los positrones originados a partir de la aniquilación de partículas de materia oscura en el espacio, pero no son lo suficientemente concluyentes como para descartar otras explicaciones.
“Es la medida más exacta de positrones en rayos cósmicos hasta el momento, y sus resultados muestran con claridad la capacidad de nuestro detector AMS”, dijo Samuel Ting. “En los meses por venir, el AMS nos dirá de manera concluyente si estos positrones son una señal que proviene de la materia oscura o si tiene otro origen”.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas de alta energía que permean el espacio. El experimento AMS, en la Estación Espacial Internacional, está diseñada para estudiarlos antes que tengan oportunidad de interactuar con la atmósfera terrestre.
Un exceso de antimateria en el flujo de rayos cósmicos se observó hace dos décadas. El origen del exceso, sin embargo, permanece aún sin explicación. Una posibilidad, predicha por la teoría conocida como supersimetría, es que los positrones son generados cuando dos partículas de materia oscura colisionan y se aniquilan.
Asumiendo una distribución isotrópica (uniforme) de partículas de materia oscura, esta teoría predice las observaciones realizadas en el AMS. Sin embargo, la medición del AMS no puede aún descartar otra explicación alternativa: que los positrones se originan en los pulsares distribuidos en toda la galaxia.
Las teorías supersimétricas también predicen un corte en energías más altas, arriba del rango de masa de las partículas de materia oscura, y esto no ha sido aún observado. En los años siguientes, el AMS refinará la precisión de sus mediciones y clarificará el comportamiento de la fracción del positrón en energías mayores a 250 GeV.
“Cuando llevas un nuevo instrumento de precisión a un nuevo esquema, tiendes a ver muchos resultados nuevos, y esperamos que este resultado sea el primero de muchos”, dijo Ting. “El AMS es el primer experimento en medir al 1 por ciento la exactitud del espacio. Es este nivel de precisión que nos permitirá decir si la observación de positrones tiene su origen en materia oscura o en los pulsares”
Más información aquí.
*Los resultados del AMS se basan en cerca de 25 trillones de eventos grabados, incluyendo 400,000 positrones con energías entre 0.5 GeV y 350 GeV, grabados en el lapso de 1 año y medio. Esto representa la colección más grande de partículas de antimateria grabadas en el espacio. La fracción del positrón se eleva de 10 GeV a 250 GeV, con la información obtenida mostrando la pendiente del incremento reduciéndose en un orden de magnitud en el rango 20-250 GeV.
Comentarios