Nueva investigación de Chalmers, junto con ETH Zürich, Suiza, sugiere una forma prometedora de detectar partículas de materia oscura esquivas a través de respuestas atómicas previamente inexploradas que ocurren en el material del detector.

Los nuevos cálculos permiten a los teóricos hacer predicciones detalladas sobre la naturaleza y la fuerza de las interacciones entre la materia oscura y los electrones. que no eran posibles anteriormente.

"Nuestra nueva investigación sobre estas respuestas atómicas revela propiedades materiales que hasta ahora han permanecido ocultas. No podrían ser investigadas usando ninguna de las partículas disponibles para nosotros en la actualidad; solo la materia oscura podría revelarlas". "dice Riccardo Catena, Profesor asociado del Departamento de Física de Chalmers.

Por cada estrella galaxia o nube de polvo visible en el espacio, existe cinco veces más material invisible:materia oscura. Por lo tanto, descubrir formas de detectar estas partículas desconocidas que forman una parte tan importante de la Vía Láctea es una de las principales prioridades en la física de las astropartículas. En la búsqueda global de materia oscura, Se han construido grandes detectores en las profundidades del subsuelo para tratar de atrapar las partículas cuando rebotan en los núcleos atómicos.

Hasta aquí, estas misteriosas partículas han escapado a la detección. Según los investigadores de Chalmers, una posible explicación podría ser que las partículas de materia oscura son más ligeras que los protones, y, por lo tanto, no provoque el retroceso de los núcleos:imagine una pelota de ping pong chocando contra una bola de boliche. Por lo tanto, una forma prometedora de superar este problema podría ser cambiar el enfoque de los núcleos a los electrones, que son mucho más ligeros.

En su artículo reciente, los investigadores describen cómo las partículas de materia oscura pueden interactuar con los electrones en los átomos. Sugieren que la velocidad a la que la materia oscura puede expulsar electrones de los átomos depende de cuatro respuestas atómicas independientes, tres de las cuales no estaban identificadas previamente. Han calculado las formas en que los electrones en átomos de argón y xenón, utilizado en los detectores más grandes de la actualidad, debe responder a la materia oscura.

Los resultados se publicaron recientemente en la revista Physical Review Research y se realizaron en una nueva colaboración con la física de materia condensada Nicola Spaldin y su grupo en ETH. Sus predicciones ahora se pueden probar en observatorios de materia oscura en todo el mundo.

"Intentamos eliminar tantas barreras de acceso como fuera posible. El artículo se publica en una revista de acceso totalmente abierto y el código científico para calcular las nuevas funciones de respuesta atómica es de código abierto". para cualquiera que quiera echar un vistazo 'bajo el capó' de nuestro periódico, "dice Timon Emken, investigador postdoctoral en el grupo de materia oscura en el Departamento de Física de Chalmers.