¿La materia oscura interactúa con el campo de Higgs?

La respuesta depende de la identidad de la materia oscura.

En el escenario más ampliamente creído, la materia oscura está compuesta de "partículas masivas que interactúan débilmente" ("WIMP"). El adjetivo "débil" realmente significa que las partículas interactúan a través de la fuerza nuclear débil. Esto prácticamente garantiza que también interactúan con el bosón de Higgs: los WIMP llevan la hipercarga o la carga nuclear débil (eso es lo que garantiza "WI" en "WIMP").

Según la teoría actual, el WIMP más probable es el LSP, el supercompañero más ligero en una teoría supersimétrica. El LSP puede ser un gravitino, en cuyo caso sus interacciones con los bosones de Higgs son casi inexistentes: la gravedad es la única interacción relevante; o pueden ser un "neutralino" (higgsino, photino o zino - o, en una base diferente, higgsino, neutral wino o bino) y esto interactúa con el bosón de Higgs tan fuertemente como los supercompañeros conocidos del neutralino, a saber, el bosón Z o el propio bosón de Higgs.

Entonces, si la materia oscura está compuesta de neutralinos, entonces interactúa con el bosón de Higgs. Sin embargo, el campo de Higgs no es la razón principal por la que estas partículas son masivas ("M" en "WIMP"). En cambio, la razón principal es un mecanismo de ruptura de supersimetría, algo independiente del mecanismo de Higgs que también puede llamarse mecanismo de ruptura de simetría electrodébil. Es debido a la ruptura de SUSY, y no a la ruptura de la simetría electrodébil, que el LSP es masivo. Por ejemplo, se necesita romper SUSY para hacer que el fotino (o bino/wino/neutralino que contiene una parte) sea masivo aunque el fotón, su supercompañero conocido, no tenga masa.

Si la materia oscura está hecha de axiones, sus interacciones con el campo de Higgs son prácticamente inexistentes. Si la materia oscura está compuesta de MACHO o si no existe en absoluto, no tiene sentido describir sus interacciones a nivel de física de partículas porque es un objeto compuesto o porque no existe. Por ejemplo, si la materia oscura estuviera compuesta de agujeros negros, interactuarían como otros agujeros negros, prácticamente solo gravitatoriamente.

La masa gravitacional es lo mismo que la masa inercial. Si hay materia oscura, tiene que ser fría. Las partículas sin masa solo pueden dar lugar a radiación "cálida". Así que tiene que ser masivo.