Investigadores han utilizado datos de lentes gravitacionales del fondo cósmico de microondas (CMB) para establecer los límites más estrictos hasta la fecha sobre la abundancia de axiones ultraligeros (ULA) en un rango de masa específico. Los ULA son candidatos prometedores para la materia oscura que surgen en diversas extensiones del Modelo Estándar de la física de partículas. Este estudio combina mediciones recientes de los telescopios Planck, Atacama Cosmology Telescope (ACT) y South Pole Telescope (SPT-3G) con un modelo de agrupamiento no lineal calibrado por simulaciones de última generación para los ULA.

Los axiones ultraligeros con masas $m_\mathrm{a} \lesssim 10^{-27}$ eV ya estaban fuertemente restringidos por observaciones previas del CMB en temperatura y polarización. Este nuevo análisis se centra en el rango de masa $10^{-26}\,\mathrm{eV}\leq m_\mathrm{a}\leq 10^{-24.5}\,\mathrm{eV}$, donde los ULA podrían aliviar las tensiones observadas en la inferencia del agrupamiento de la materia si constituyeran un pequeño porcentaje de la materia oscura total del universo. Los resultados muestran que los ULA con una masa de $10^{-26}$ eV representan menos del 1.5% de la materia oscura, mientras que aquellos con $10^{-25}$ eV constituyen menos del 9%, ambos con un nivel de confianza del 95%.

Aunque se identificó una ligera preferencia para una densidad de axiones no nula a $10^{-24.5}$ eV con una significancia de $2.1\sigma$, los autores señalan que esta señal está impulsada principalmente por unos pocos puntos de datos. Por tanto, se requiere una investigación adicional de la física no lineal de los ULA para confirmar o descartar definitivamente esta posible señal. Estos hallazgos son cruciales para refinar los modelos de materia oscura y guiar futuras búsquedas de estas partículas elusivas.