Estudios teóricos y experimentales sobre la composición, aniquilación e interacciones de la materia oscura con la materia.La materia oscura es la sustancia invisible que constituye aproximadamente el 27% del contenido de masa-energía del universo. A diferencia de la materia ordinaria, no emite, absorbe ni refleja luz, por lo que solo se puede detectar a través de sus efectos gravitacionales. El estudio de las propiedades de la materia oscura se centra en de qué está hecha, cómo interactúa consigo misma y con la materia normal, y cómo se comporta en condiciones extremas.
El concepto de materia oscura fue propuesto por primera vez por Fritz Zwicky en 1933, quien notó que las galaxias en el cúmulo de Coma se movían demasiado rápido para estar unidas solo por la materia visible. Más tarde, las observaciones de Vera Rubin de las curvas de rotación de las galaxias en la década de 1970 proporcionaron una fuerte evidencia de su existencia.
Los científicos investigan la materia oscura mediante varios enfoques complementarios. Los experimentos de física de partículas buscan partículas masivas de interacción débil (WIMPs, por sus siglas en inglés) que podrían chocar con los núcleos atómicos en los detectores. Las observaciones astrofísicas buscan señales de aniquilación de materia oscura, donde dos partículas de materia oscura podrían producir rayos gamma u otras partículas. El lente gravitacional y las curvas de rotación de las galaxias proporcionan mediciones indirectas de la distribución y densidad de la materia oscura.
Comprender las propiedades de la materia oscura es crucial para interpretar las observaciones cosmológicas y para diseñar experimentos que la detecten directamente, como los que se realizan en laboratorios subterráneos o en detectores espaciales.
La materia oscura es tan difusa en nuestro sistema solar que se estima que la cantidad total que atraviesa la Tierra cada año es inferior a un kilogramo.
| lambda_FS | variable | free streaming length — free streaming length metre |
| m_hm | variable | half-mode mass of dark matter — half mode mass kilogram |
| propto | operador | is proportional to — proporcionalidad |
| \Omega_{\text{DM}} h | variable | Dark matter relic density parameter times squared Hubble constant — density parameter |
| \Gamma | variable | Inflaton decay rate — tasa de desintegración per second |
| M_P | variable | Reduced Planck mass — masa kilogram |
| m_{\phi} | variable | Mass of the dark matter particle (or inflaton) — masa kilogram |
| \propto | operador | Indicates direct proportionality — proporcionalidad |
| \sqrt{} | operador | Takes the square root of the argument — raíz cuadrada |
| v_min | variable | Minimum dark matter speed — velocidad metre per second |
| m_N | variable | Mass of the target nucleus — masa kilogram |
| E_R | variable | Recoil energy of the nucleus — energía joule |
| μ | variable | Reduced mass of the dark matter-nucleus system — reduced mass kilogram |
| δ | variable | Mass splitting between dark matter states (energy gap) — energía joule |
