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¿Existen pruebas de que la materia oscura interactúa con la materia ordinaria de forma no gravitatoria?

Por lo que tengo entendido, los experimentos de detección directa de la materia oscura se basan en la idea de que la materia oscura interactúa con la materia ordinaria, sólo que tiene una sección transversal muy pequeña. Hasta ahora, no se ha confirmado la detección.

¿Existe alguna evidencia de que la materia oscura interactúa de forma no gravitacional con la materia ordinaria en absoluto ? Es decir, ¿es posible que la materia oscura exista, pero que literalmente nunca pueda ser detectada porque toda sección transversal de interacción no gravitatoria es exactamente cero?

Si hay pruebas, ¿cuáles son? Si no hay pruebas, ¿por qué parece que nunca se toma en serio esta hipótesis?

Relacionado con esto: ¿Hay alguna prueba de la existencia de la materia oscura además de los efectos gravitatorios? y ¿Por qué los físicos suponen que la materia oscura interactúa débilmente? Sin embargo, ninguna de las dos preguntas aborda explícitamente la hipótesis de que la materia oscura no interactúa de forma no gravitatoria.

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Kevin Zhou Puntos 1670

Hay algunas anomalías permanentes que podrían explicarse por interacciones no gravitacionales de la materia oscura. Por ejemplo, Fermi-LAT es un experimento de detección indirecta (es decir, un experimento que busca los restos de una desintegración de materia oscura ocurrida lejos de la Tierra), y actualmente informa de un exceso de rayos gamma . En ocasiones se afirma que las interacciones no triviales de la materia oscura hacen que las simulaciones de galaxias funcionen mejor. El exceso de enfriamiento de los objetos astrofísicos, como enanas blancas También se "insinúa" la existencia de materia oscura que podría transportar la energía extra. Por último, hay incluso algunos experimentos de detección directa, como DAMA, que afirma ver las interacciones de la materia oscura.

Sin embargo, estas anomalías no suelen apuntar en ninguna dirección coherente y a menudo se desvanecen. La mayoría de las veces, lo único que reflejan es una comprensión incompleta de la astrofísica. Así que tienes toda la razón: la hipótesis por defecto, si eres astrofísico, es que la materia oscura no tiene interacciones no gravitacionales.

Pero los físicos de partículas están investigando un problema diferente: están tratando de explicar qué la materia oscura está hecha y cómo ha llegado hasta aquí. Esto siempre tiene lugar dentro de modelos específicos. Ningún experimento de detección directa busca la "materia oscura" per se, sino que busca candidatos específicos de materia oscura.

Los experimentos de detección directa más antiguos buscan partículas cuya masa es unas cien veces la del protón y cuyas interacciones son principalmente electrodébiles. Esta conjetura específica se debe a que tales candidatos a materia oscura existen en muchas extensiones supersimétricas del Modelo Estándar, que fueron favorecidas por otras razones. En tales modelos automáticamente obtienen interacciones de materia oscura; no puedes deshacerte de ellas a no ser que ajustes a propósito la interacción a cero. Además, cuando se hacen los números se encuentra que tales modelos producen automáticamente la cantidad correcta de materia oscura en el universo primitivo, un resultado conocido como el Milagro WIMP . (La producción es otra razón por la que quieres interacciones; podrías simplemente postular que obtienes la cantidad correcta ajustando las condiciones iniciales, pero sería mejor explicar por qué).

En la actualidad, un mayor número de candidatos a materia oscura está recibiendo atención, lo que ha dado lugar a una gran variedad de experimentos baratos de detección directa, que tienen como objetivo las interacciones particulares de cada candidato. Todo el mundo que trabaja en este campo (que comprende menos del 1% de la física en general) es perfectamente consciente de que todos estos candidatos podrían ser inexistentes, y que toda la empresa podría estar completamente condenada desde el principio. Pero eso es cierto para cualquier El riesgo es lo que lo hace apasionante.

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