Resumen - Materiales no convencionales para la detección de materia oscura ligera

Materiales no convencionales para la detección de materia oscura ligera

2025-07-09 18:00:00

{"Yonit Hochberg","Dino Novko","Rotem Ovadia","Antonio Politano"}

{physics.ins-det,cond-mat.mtrl-sci,hep-ex,hep-ph}

El documento discute el uso de materiales no convencionales para detectar partículas de materia oscura. La materia oscura es una sustancia misteriosa que constituye una parte significativa del universo pero que aún no ha sido observada directamente. Los autores proponen utilizar tres tipos de materiales, cada uno con propiedades únicas que los hacen adecuados para detectar materia oscura: 1. **TiSe2**: Este dihalógeno de metal de transición (TMD) experimenta una transición de fase a una fase de onda de densidad de carga (CDW) por debajo de 200K, creando un modo plasmónico de baja energía a unos cuantos decenas de meV. Este modo plasmónico es fuerte y anisotrópico, lo que significa que responde de manera diferente en diferentes direcciones. Los autores calculan la función de pérdida de TiSe2 y demuestran que podría detectar partículas de materia oscura con masas en el rango keV. 2. **Sr2RuO4**: Este material perovskítico laminar contiene un modo acústico de demonio de baja energía, que es un modo colectivo neutro generado por oscilaciones de carga fuera de fase entre bandas electrónicas distinguidas. Este modo también es anisotrópico y los autores calculan su función de pérdida para mostrar que podría detectar partículas de materia oscura con masas en el rango meV. 3. **Diamante dopado con huecos (HDD)**: Este material tiene frecuencias plasmónicas ópticas y acústicas ajustables debido a las oscilaciones del manifold de valencia. Los autores calculan la función de pérdida de HDD y demuestran que podría detectar partículas de materia oscura con masas en el rango meV. Los autores realizan cálculos detallados de las funciones de pérdida de estos materiales y las comparan con los datos experimentales existentes. Encuentran que estos materiales tienen fuertes respuestas de baja energía, lo que los hace más sensibles a la materia oscura que los equipos experimentales actuales. Además, la respuesta anisotrópica de estos materiales podría permitir la detección direccional, lo que podría mejorar las perspectivas para detectar materia oscura. El documento también discute el potencial de estos materiales para detectar materia oscura mediante absorción en lugar de mediante dispersión. Calculan la tasa de absorción de partículas de materia oscura en cada material y demuestran que podrían detectar partículas de materia oscura con masas en el rango eV. En resumen, el documento presenta un nuevo enfoque prometedor para detectar partículas de materia oscura ligera utilizando materiales no convencionales. Los cálculos y análisis de los autores proporcionan una base sólida para futuras investigaciones experimentales en este campo.