El cuerpo humano como detector de materia oscura

Las partículas de los rayos cósmicos atraviesan tu cuerpo de forma continua; por ejemplo, unos sesenta mil millones de neutrinos solares atraviesan cada segundo la uña de tu pulgar. Para usar tu cuerpo como detector de partículas se necesita una señal; la más obvia es una herida mortal. Se publica en arXiv el primer límite de exclusión para los macros usando el cuerpo humano de todos los humanos como detector.



Se excluye (azul en la figura) una sección eficaz  σX ≥ 10−8–10−7 cm2 para masas entre 10 mg < MX < 50 kg. El nuevo límite de exclusión para los macros complementa al logrado gracias al estudio de las trazas en piezas de mica antigua, que descartan masas MX < 55 g (amarillo en la figura).

Este curioso resultado nos recuerda que la ausencia de señal en un detector de materia oscura nos permite excluir la masa y sección eficaz de un posible candidato. Así tu cuerpo (y el de todos los humanos) permite excluir la masa y la sección eficaz de hipotéticas partículas de materia oscura capaces de causar tu muerte (porque estás vivo). El ejemplo más sencillo son los macros, candidatos a materia oscura con una masa entre miligramos y kilogramos. En el nuevo artículo se estima que los macros atraviesan el cuerpo humano como balas (de calibre 0.22) con una energía de 100 J. Se estima que un humano tiene ~ 1 mde área y que hay unos miles de millones de humanos que no han sufrido daño en los últimos 10 años.

Por cierto, los macros son candidatos a materia oscura macroscópica, pequeños objetos macroscópicos compuestos de materia extraña. La materia extraña fue propuesta por Witten en 1984 como materia nuclear dominada por quarks extraños que es más estable que los núcleos atómicos más estables (hierro). No se sabe si existe la materia extraña (aunque podría encontrarse en los núcleos de las estrellas de neutrones). Los macros (nuggets of strange baryon matter) fueron propuestos por Nelson en 1990 como objetos de materia extraña con densidad nuclear (3.6 × 1014 g/cm3) y masa macroscópica formados en el universo temprano.


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