El experimento LUX-ZEPLIN (LZ), diseñado para la búsqueda directa de materia oscura, ha registrado un evento de retroceso nuclear de alta energía, aproximadamente 248 keV, en una región del detector con un fondo esperado muy bajo. Este evento singular ha llevado a un análisis detallado para explorar si podría ser una señal de la interacción de partículas de materia oscura con núcleos de xenón. Los investigadores han calculado la distribución de probabilidad posterior de los parámetros que describirían la dispersión de la materia oscura, considerando tanto dispersiones elásticas como inelásticas, donde la masa de la partícula de materia oscura podría cambiar tras la interacción.

El análisis de este evento único revela regiones no triviales y desconectadas en el espacio de parámetros, que corresponden a regímenes físicamente distintos: endotérmicos y exotérmicos. En el régimen endotérmico, la energía de retroceso observada se genera cerca de un umbral cinemático, mientras que en el exotérmico, la interacción libera energía de masa del sector oscuro. La ausencia de eventos acompañantes a energías de retroceso más bajas impone fuertes restricciones al espacio de parámetros viables. Se ha identificado una región de modelos tipo WIMP endotérmicos de alta masa con acoplamientos genéricos que se ajustan cinemáticamente, así como modelos exotérmicos que abarcan desde materia oscura sub-GeV hasta muy pesada con divisiones de masa considerables.

Para que el evento sea compatible con una dispersión elástica de materia oscura, se requerirían interacciones no relativistas suprimidas por el momento o dependientes del espín nuclear. Este estudio subraya la complejidad de interpretar eventos individuales en la búsqueda de materia oscura y la necesidad de modelos que consideren un amplio rango de posibles interacciones, más allá de la dispersión elástica simple. Aunque un solo evento no es concluyente, su análisis detallado proporciona valiosas perspectivas sobre las posibles propiedades de las partículas de materia oscura y guía futuras búsquedas.