Todas las partículas elementales conocidas tienen cargas eléctricas que son múltiplos enteros de un tercio de la carga del electrón. Pero algunas teorías predicen la existencia de partículas elementales "milicargadas" que tendrían una carga mucho más pequeña que la carga del electrón y podrían explicar la elusiva materia oscura que llena el universo. Un equipo internacional de investigadores ha informado de la primera búsqueda en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) —y más generalmente en cualquier colisionador de hadrones— de partículas elementales con cargas menores que una décima parte de la carga de electrones.

Muchos estudios previos han intentado y no han podido encontrar partículas con microcargas, ambos directamente, en experimentos de colisionadores y no colisionadores, e indirectamente, utilizando observaciones astronómicas. Pero las partículas con cargas milimétricas con masas entre aproximadamente mil millones de electronvoltios (GeV) y 100 GeV permanecen en gran parte sin explorar debido a la falta de sensibilidad de los detectores de corriente a tales partículas.

Aquí es donde un detector propuesto llamado milliQan podría marcar la diferencia. El detector sería sensible a partículas milicargadas de 1 a 100 GeV producidas en colisiones protón-protón en el LHC, a través del destello de luz creado en su interior por el paso de tal partícula. El detector aún no ha sido aprobado, y si se aprueba, luego se construye, pero un detector de demostración que es solo el 1% del detector completo y se instaló en el LHC en 2017 y recopiló datos en 2018 ahora ha arrojado resultados prometedores.

Los datos tomados por el demostrador milliQan descartan la existencia de partículas milicargadas con masas entre 20 y 4700 MeV para cargas que varían entre 0.006 y 0.3 veces la carga del electrón, dependiendo de la masa. Los resultados son consistentes con los obtenidos previamente por otros experimentos y representan la primera incursión de un colisionador de hadrones en el territorio de las partículas con una carga menor que 0,1 veces la carga del electrón.

"Estamos muy contentos con estos resultados del demostrador. Ciertamente ha logrado el objetivo original de proporcionar comentarios sobre nuestro diseño y brindarnos experiencia con su funcionamiento, pero demostrar que con solo un prototipo del 1% ya podíamos imponer nuevas restricciones a las propiedades de las partículas con carga milimétrica fue una buena ventaja. Ahora estamos bastante seguros de que el detector miliQan a gran escala funcionará como se esperaba, y esperamos asegurar la financiación para que esto suceda, "dice Chris Hill, co-portavoz de la colaboración milliQan.