En un laboratorio subterráneo, el detector LUX-ZEPLIN espera colisiones raras. Normalmente, la materia oscura lo atraviesa sin dejar rastro, pero en una ocasión el núcleo de un átomo de xenón se desplazó con una energía de 248 keV. Es un empujón demasiado fuerte para los modelos habituales, donde la materia oscura apenas roza los núcleos. Los físicos comenzaron a buscar una explicación que no contradijera todo lo demás que se sabe sobre el universo.

La respuesta apareció en un modelo con una partícula que actúa como un director: es invisible, pero gobierna las interacciones mediante una carga débil dependiente del espín. El director agita la batuta y los músicos responden solo si sus instrumentos están orientados de cierta manera. Aquí ocurre algo similar: la materia oscura interactúa con los núcleos de xenón a través del bosón Z, y la fuerza de esa interacción depende de la orientación relativa de los espines. Para evitar señales débiles no deseadas, los autores ajustaron el acoplamiento con el bosón de Higgs de modo que desaparezca, como si el director bajara las manos en un momento dado.

Este modelo no solo explica el retroceso raro. Conecta tres observables: el espectro de retrocesos en xenón, la cantidad de materia oscura remanente del Big Bang y el flujo de neutrinos solares. Como un director que marca el tempo a toda la orquesta, los parámetros del modelo determinan tanto la señal en el detector como la densidad cosmológica y la captura solar. Los científicos calcularon que, con una masa de partícula de aproximadamente 0.5 TeV y una constante de acoplamiento del orden de 0.1, se esperan entre 0.5 y 2 eventos en la ventana de energía de 100 a 270 keV, lo que concuerda con la observación. Además, la densidad reliquia cae en el rango esperado, y los neutrinos solares producidos por la aniquilación de materia oscura ya están parcialmente restringidos por IceCube. Así, un retroceso raro en un solo detector se convierte en la clave para poner a prueba una teoría unificada que vincula la materia oscura, el Sol y el universo temprano.