Una única colisión registrada a casi 1.500 metros bajo tierra en Dakota del Sur abrió una de las pistas más intrigantes de los últimos años en la búsqueda de materia oscura. Los científicos del experimento LUX-ZEPLIN, conocido como LZ, encontraron una interacción que después de meses de análisis todavía no pudieron explicar mediante las fuentes convencionales que normalmente generan señales dentro del detector.
No significa que hayan descubierto materia oscura. Los propios investigadores son enfáticos en ese punto. Pero el evento resistió suficientes controles como para convertirse, según la colaboración internacional, en el indicio más convincente observado hasta ahora por LZ.
El resultado fue presentado el 1 de septiembre durante la conferencia TeV Particle Astrophysics 2026, realizada en Japón. El trabajo científico fue preparado para su publicación y evaluación por la comunidad especializada.
Lo curioso es que la colisión ocurrió mucho antes. Fue registrada el 16 de junio de 2023 y permaneció dentro de un conjunto de datos correspondiente a 220 días efectivos de observación obtenidos entre marzo de ese año y abril de 2024.
LZ utiliza unas 10 toneladas de xenón ultrapuro y funciona en el Sanford Underground Research Facility, instalado en una antigua mina de Dakota del Sur. La enorme capa de roca que lo cubre ayuda a bloquear buena parte de las partículas provenientes del espacio que podrían confundirse con aquello que los investigadores intentan encontrar.
La búsqueda apunta especialmente a las WIMPs, partículas masivas débilmente interactuantes que desde hace décadas aparecen entre los principales candidatos para explicar la materia oscura.
La teoría plantea que enormes cantidades de estas partículas podrían atravesar permanentemente la Tierra sin interactuar con nosotros. En ocasiones extremadamente infrecuentes, sin embargo, una podría golpear el núcleo de un átomo. Detectar ese choque es justamente el objetivo de instrumentos como LZ.
El evento encontrado produjo un retroceso nuclear de aproximadamente 248 kiloelectronvoltios. Su energía llamó particularmente la atención porque se encuentra por encima de la región donde tradicionalmente se concentraron las búsquedas de los modelos más sencillos de WIMPs.
Si realmente hubiera sido provocado por materia oscura, los cálculos apuntan a una partícula con una masa de al menos 200 veces la de un protón y con una forma de interacción que no encaja cómodamente en los escenarios teóricos más simples.
Antes de divulgar el resultado, los científicos intentaron encontrar explicaciones alternativas. Revisaron posibles neutrones, contaminación radiactiva, neutrinos, efectos electrónicos, interacciones cercanas a las paredes y anomalías relacionadas con el funcionamiento del detector.
También estudiaron una circunstancia particular: unos 25 minutos antes de la colisión se había retirado una fuente de cobalto-57 utilizada para calibrar el instrumento. Los análisis realizados hasta ahora no encontraron elementos suficientes para atribuirle el evento.
La cautela, sin embargo, sigue siendo indispensable. La significancia estadística global informada es de 2,6 sigma, considerablemente por debajo de los 5 sigma que la física de partículas suele exigir antes de anunciar formalmente un descubrimiento.
Tampoco puede interpretarse la estadística como una probabilidad de que la señal sea materia oscura. El resultado todavía podría corresponder a una fluctuación poco frecuente, un proceso convencional que no fue correctamente identificado o algún fenómeno instrumental que los modelos actuales del detector no contemplaron.
Por eso, la respuesta probablemente llegará con más observaciones.
LZ ya dispone de una cantidad considerable de información adicional que todavía está siendo calibrada y analizada. Si no aparecen eventos semejantes, la anomalía podría perder relevancia estadística. Si comienzan a registrarse otras colisiones con características similares, el escenario sería muy diferente.
También existen experimentos independientes capaces de buscar señales comparables, como XENONnT en Italia y PandaX en China. Una observación equivalente realizada por otro detector tendría enorme importancia para evaluar el resultado.
La materia oscura representa aproximadamente el 85% de toda la materia del universo según el modelo cosmológico actual. Los científicos conocen sus efectos gravitatorios sobre galaxias y grandes estructuras cósmicas, pero todavía desconocen qué partículas o fenómenos físicos la componen.
Por eso una sola colisión puede movilizar a cientos de investigadores.
Por ahora no existe un descubrimiento de materia oscura. Existe algo más modesto, pero científicamente excepcional: una señal registrada por uno de los detectores más sensibles del mundo que, después de meses de controles, todavía no encontró una explicación convincente.
Los próximos datos dirán si aquella colisión de junio de 2023 fue simplemente una rareza o el comienzo de algo mucho mayor.