Un nuevo estudio ha demostrado que los efectos del plasma suprimen la producción de materia oscura a través del mecanismo de "freeze-in" colisional, un hallazgo que tiene implicaciones significativas para la viabilidad de los neutrinos estériles como candidatos a materia oscura. Tradicionalmente, se sabía que los efectos del plasma inhibían el "freeze-in" oscilatorio, pero su papel en el "freeze-in" colisional no estaba tan claro, lo que llevaba a resultados contradictorios en la literatura, especialmente en el contexto de la producción de neutrinos estériles.

Investigadores han empleado ecuaciones de Kadanoff-Baym de no equilibrio desde primeros principios, formuladas de manera covariante en sabor, para establecer un resultado general. Han determinado que los efectos del plasma también reducen la eficiencia del "freeze-in" colisional. Específicamente, el ángulo de mezcla en el vacío, que es un parámetro clave en la tasa de colisión, debe ser reemplazado por su equivalente corregido por los efectos del plasma. Esta corrección implica una supresión en la producción de partículas de materia oscura.

La aplicación de este resultado a los neutrinos estériles, un popular candidato a materia oscura, lleva a una conclusión contundente: los neutrinos estériles no pueden constituir la materia oscura en el rango de masas de keV a MeV si se producen a partir del plasma del Modelo Estándar. Este hallazgo cierra una vía potencial para la producción de materia oscura en este rango de masas y refuerza la necesidad de explorar otros modelos o mecanismos para explicar la naturaleza de la materia oscura.