La débil interacción de las WIMP con el resto de partículas del Modelo Estándar significa que podrían haber evadido toda detección posible por nuestros experimentos actuales. Por eso, si forman la materia oscura, todavía no se ha detectado directamente. Las WIMP interactuarían gravitacionalmente, al igual que lo hace la materia oscura. Esto es crucial, porque es la interacción gravitacional de la materia oscura lo que ha permitido a los científicos inferir su existencia. Por lo tanto, las WIMP y la materia oscura también son una buena combinación en ese sentido.
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Una pregunta abierta sobre la materia oscura es si las partículas que la componen se aniquilan entre sí. La aniquilación se refiere a lo que sucede cuando una partícula de materia se encuentra con su contraparte de antimateria y se destruyen mutuamente. Por ejemplo, cuando un electrón se encuentra con su antipartícula, un positrón, los dos se aniquilan y su energía constituyente se libera de nuevo al cosmos. Se ha propuesto que la materia oscura se «autoaniquila» en las raras ocasiones en que interactúa consigo misma.
«Se espera que las WIMP se aniquilen, produciendo pares de partículas y antipartículas en cantidades iguales», dijo De la Torre Luque. «Si bien esperamos que se creen cantidades muy pequeñas de antipartículas en el medio interestelar mediante los procesos que conocemos, ya que sabemos que la materia oscura permea todo nuestro universo y las WIMP son los mejores candidatos que tenemos para la materia oscura, se puede esperar que se creen cantidades copiosas de antipartículas en la galaxia por estas WIMP».
El equipo analizó las antipartículas de helio y antihelio en los rayos cósmicos para tratar de encontrar la firma de la aniquilación de las WIMP. Al igual que los átomos de helio «ordinarios», el antihelio puede tener tres o cuatro neutrones. Eso significa que se presenta en dos isótopos: antihelio-3 y antihelio-4.
El experimento del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS) 02 a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) encontró recientemente cantidades muy similares de antihelio-3 y antihelio-4 en los rayos cósmicos. Los rayos cósmicos pueden crear antipartículas cuando chocan y pasan a través del medio interestelar. Sin embargo, las cantidades de antihelio detectadas en los rayos cósmicos son mucho mayores que las predichas por las estimaciones de producción de antinúcleos a partir de partículas de rayos cósmicos únicamente.
El equipo investigó si el candidato a materia oscura WIMP puede explicar esta sobreabundancia de antimateria. Descubrieron que la aniquilación de WIMP podría explicar la sobreabundancia de antihelio-3, pero no las cantidades medidas de antihelio-4.
«Si bien nuestras predicciones revelan que, según cálculos optimistas, podemos explicar las observaciones de antihelio-3 con WIMP como materia oscura, esperamos que los WIMP deban producir una cantidad mucho menor de antihelio-4. Por un hecho
«O de 1.000 menos, de hecho, porque es más pesado que el antihelio-3», dijo De la Torre Luque. «Encontramos que las WIMP no pueden explicar fácilmente estas observaciones, y para resolver este misterio, necesitaríamos modelos aún más exóticos de materia oscura».
