Caros Leitores;
E se a matéria escura estivesse nos dados de um laboratório alemão o tempo todo?
A Pesquisa de matéria escura criogênica é um dos esforços mais
sensíveis para rastrear partículas de matéria escura novas e nunca antes
vistas. Mas e se as partículas de matéria escura não forem algo novo
afinal?
(Imagem: © SuperCDMS / Slac National Accelerator Laboratory)
Poderíamos já ter descoberto matéria escura ?
Essa é a pergunta estendeu
em um novo estudo publicado Feb.12 no Journal of Physics G . Os
autores descreveram como a matéria escura pode ser feita de uma partícula
conhecida como hexaquark d * (2380), que provavelmente foi detectada em 2014 .
A
matéria escura, que exerce força gravitacional, mas não emite luz, não é algo
que alguém já tenha tocado ou visto. Nós não sabemos do que é feito, e inúmeras pesquisas pelo material surgiram
vazias . Mas a esmagadora maioria dos físicos está
convencida de que ela existe. As evidências estão espalhadas por todo o
universo: aglomerados de estrelas girando muito mais rápido do que deveriam, distorções misteriosas da luz no céu noturno e até buracos perfurados em nossa galáxia por um
pêndulo invisível que indica que algo está lá fora. da massa do
universo - que ainda não entendemos
As teorias
mais amplamente estudadas da matéria escura envolvem classes inteiras de
partículas nunca antes vistas, muito além do Modelo Padrão da física, a teoria
dominante que descreve as partículas subatômicas. A maioria deles se
encaixa em uma de duas categorias: os axions leves e os WIMPs pesados, ou
partículas maciças que interagem fracamente. Existem outras teorias mais
exóticas envolvendo espécies ainda não descobertas de neutrinos ou uma classe
teórica de buracos negros microscópicos. Mas raramente alguém propõe que a
matéria escura é feita de algo que já sabemos que existe.
Mikhail
Bashkanov e Daniel Watts, físicos da Universidade de York, na Inglaterra,
quebraram esse molde, argumentando que o d * (2380) hexaquark, ou
"d-star", poderia explicar toda a matéria que faltava.
Quarks
são partículas físicas fundamentais no modelo padrão. Três deles unidos
(usando partículas conhecidas como glúons) podem formar um próton ou um
nêutron, os blocos de construção dos átomos. Organize-os de outras
maneiras e você terá partículas diferentes e mais exóticas. A estrela-d é
uma partícula de seis quarks carregada positivamente que os pesquisadores
acreditam ter existido por uma lasca de segundo durante um experimento de 2014
no Centro de Pesquisa Jülich da Alemanha. Por ser tão fugaz, a detecção de
d-star não foi absolutamente confirmada.
As d-estrelas individuais não conseguem
explicar a matéria escura porque não duram o suficiente antes de decair. No
entanto, Bashkanov disse à Live Science, no início da história do universo, as
partículas podem ter se aglomerado de uma maneira que as impedisse de decair.
Esse cenário ocorre com nêutrons. Tire um
nêutron de um núcleo, e ele decai muito rapidamente, mas misture-o com outros
nêutrons e prótons dentro do núcleo, e ele se torna estável, disse Bashkanov.
"Os hexaquarques se comportam exatamente
da mesma maneira", disse Bashkanov.
Bashkanov
e Watts teorizaram que grupos de estrelas-d poderiam formar substâncias
conhecidas como condensados de Bose-Einstein ,
ou BECs. Em experimentos quânticos, os BECs se formam quando as
temperaturas caem tão baixo que os átomos começam a se sobrepor e se misturar,
um pouco como os prótons e nêutrons dentro dos átomos. É um estado de
matéria distinto da matéria sólida.
No início da história do universo, esses BECs
capturariam elétrons livres, formando um material com carga neutra. Os
físicos escreveram que uma estrela-estrela com carga neutra, BEC, se
comportaria como a matéria escura: invisível, deslizando através da matéria
luminosa sem notá-la, mas exercendo uma força gravitacional significativa no
universo circundante.
A razão de você não cair em uma cadeira quando
se senta nela é que os elétrons da cadeira empurram os elétrons de sua parte
traseira, criando uma barreira de cargas elétricas negativas que se recusam a
se cruzar. Sob as condições certas, disse Bashkanov, os BECs feitos de
hexaquarks com elétrons presos não teriam essas barreiras, deslizando por
outros tipos de matéria como fantasmas perfeitamente neutros.
Esses
BECs podem ter se formado logo após o Big Bang , com a transição do
espaço de um mar de plasma quente de quarks-glúons sem partículas atômicas
distintas para a era moderna com partículas como prótons, nêutrons e primos. No
momento em que essas partículas atômicas básicas se formaram, as condições eram
perfeitas para os BECs do hexaquark precipitarem do plasma de quarks e glúons.
"Antes dessa transição, a temperatura é
muito alta; depois disso, a densidade é muito baixa", disse
Bashkanov.
Durante
esse período de transição, os quarks poderiam ter se congelado em partículas
comuns, como prótons e nêutrons, ou nos BECs do hexaquark que hoje podem compor
a matéria escura, disse Bashkanov. Se esses hexaquarques BECs estiverem
disponíveis, escreveram os pesquisadores, podemos ser capazes de detectá-los. Embora
os BECs tenham uma vida bastante longa, ocasionalmente decaem ao redor da Terra . E essa decadência apareceria como uma
assinatura específica em detectores projetados para detectar raios cósmicos e
pareceria que vinha de todas as direções ao mesmo tempo, como se a fonte
preenchesse todo o espaço.
Eles escreveram que o próximo passo é procurar
essa assinatura.
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se membro
da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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