Xenon100 publica su nuevo límite de exclusión para la materia oscura

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El experimento XENON100 de búsqueda directa de la materia oscura ha publicado su nuevo límite de exclusión (el anterior lo publicó en 2012). Para una interacción independiente del espín no es tan bueno como los más recientes de LUX y PandaX. También se publican los límites de exclusión para la interacción dependiente del espín (que diferencia entre interacción con protones y neutrones). Los resultados se han obtenido tras analizar los datos recogidos en 477 días entre enero de 2010 y enero de 2014.

Sin lugar a dudas son resultados esperables, lo que no quita que también sean interesantes. El artículo es XENON100 Collaboration, “XENON100 Dark Matter Results from a Combination of 477 Live Days,” arXiv:1609.06154 [astro-ph.CO] (21 Sep 2016).

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El detector XENON100 se encuentra en el Laboratorio Subterráneo de Gran Sasso, Italia. Busca partículas WIMP con una masa mínima de 8 GeV/c² y una máxima de unos 1000 GeV/c², siendo la región más sensible alrededor de 50 GeV/c². En un tanque de 62 kg de xenón líquido (LXe) se aplica una diferencia de potencial de ∼500 V/cm que acelera los electrones expulsados por una interacción WIMP-Xe, generando una señal de centelleo S1. En la parte superior del volumen hay xenón gaseoso (GXe) sujeto a una diferencia de potencial de ∼12 kV/cm que produce una segunda señal de centelleo S2.

El nuevo límite de exclusión combina los resultados del Run I (2010), Run II (2011-2012) y Run III (2013-2014). Se han observado 5 sucesos candidatos entre un total de 1677 sucesos registrados; sin embargo, el fondo esperado de ruido es de 6 ± 1, luego todos los candidatos han sido descartados. El mejor límite de exclusión se ha obtenido para una WIMP con una masa de unos 50 GeV/c², siendo 1,1 × 10−45 cm² para la interacción independiente del espín, 2,0 × 10−40 cm² para la interacción con neutrones y 5,2 × 10−39 cm² para la interacción con protones.

El futuro de Xenon100 es Xenon1T, que ya está en marcha. En 2014 se inició su construcción y su tanque se llenó de xenón líquido en enero de 2016. Sus fotomultiplicadores se probaron la pasada primavera. Su primera temporada de toma de datos debería iniciarse a finales de este año. A finales de 2017 deberíamos tener los primeros resultados, que serán comparables, si no mejores, que los de LUX 2016. Habrá que estar al tanto.



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 21 septiembre, 2016
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