Caro(a) Leitor(a),
Na física de partículas, a energia nunca se perde. Quando as partículas colidem ou decaem, toda a energia inicial que carregam deve ser conservada nos produtos resultantes, e uma falta de energia indica que algo escapou sem ser detectado. Foi a energia que faltava nos decaimentos radioativos que levou Wolfgang Pauli a propor o neutrino em 1930, uma partícula tão esquiva que passou despercebida por um quarto de século .
Abordagens semelhantes são agora empregadas na busca por física além do Modelo Padrão . Evidências que vão desde o brilho residual do Big Bang até a forma como as galáxias se formaram e se agruparam, por exemplo, indicam que cerca de 85% da matéria no Universo não emite luz, revelando-se apenas por meio da gravidade. Durante décadas, o principal candidato para essa matéria escura foi uma nova partícula pesada, aproximadamente cem vezes mais massiva que o próton. Experimentos cada vez mais sensíveis têm buscado por ela. Até agora, sem sucesso.
Contudo, a ausência de um sinal pode simplesmente sugerir que a matéria escura é mais leve e interage mais fracamente do que se supunha inicialmente. Uma partícula desse tipo poderia naturalmente se encaixar em um setor escuro mais amplo – uma família oculta de novas partículas e forças, em contato com a matéria conhecida apenas por meio de algumas interações fracas. Essas interações permitiriam, em raras ocasiões, que colisões de partículas comuns produzissem partículas de matéria escura.
Partículas de matéria escura desse tipo são o que o NA64 tem procurado nos últimos dez anos. O experimento está localizado na Área Norte do CERN, onde prótons de 400 GeV do Super Síncrotron de Prótons atingem um alvo de berílio, produzindo um jato de partículas secundárias que são separadas em diferentes feixes. O tipo de feixe necessário é então selecionado e direcionado para o NA64. Durante a trajetória, a energia de cada partícula é medida com precisão antes de atingir o detector. Se a energia registrada após a interação for menor que a da partícula incidente, a diferença deve ter sido levada por algo que o detector não consegue ver. Talvez por uma partícula de matéria escura.
Durante a maior parte da operação do experimento, as sondas foram elétrons, e suas colisões não revelaram nenhuma energia faltante além do que os processos conhecidos podem explicar. No entanto, as medições estabeleceram um limite superior para a força do acoplamento entre o setor escuro e a matéria comum, o que define a frequência com que as partículas de matéria escura deveriam ter sido produzidas. Para alguns dos candidatos mais leves, nenhum outro experimento ultrapassou esse limite. Desde então, o programa se expandiu para além dos elétrons, incluindo pósitrons (as antipartículas dos elétrons ), múons (seus primos mais pesados) e hádrons, para testar diferentes modelos de matéria escura.
Como as partículas de matéria escura seriam produzidas apenas raramente, o próximo passo neste esforço é aumentar o número de colisões. Durante a terceira longa parada do complexo de aceleradores do CERN, a Colaboração NA64 atualizará seu aparato para operar com feixes mais intensos, garantindo que nenhuma energia comum escape sem ser medida e imite um sinal. Espera-se que o conjunto de dados cresça em até duas ordens de magnitude, o suficiente para testar uma ampla gama de cenários para a matéria escura leve.
Saiba mais no artigo “ Dez anos na fronteira da energia ausente ”, na edição de julho/agosto do CERN Courier
Para saber mais, acesse o link para continuar a leitura, pois têm mais conteúdos para aprendizagem.
Fonte / Créditos: CERN / Escrito por: Davide De Biasio / Publicado 04/09/2026
https://home.cern/na64-a-decade-of-hunting-dark-matter/
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Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor eDivulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso Astrofísica Geral no nível Georges Lemaître (EAD), concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Em outubro de 2014, ingressou no projeto S'Cool Ground Observation, que integra o Projeto CERES (Clouds and Earth’s Radiant Energy System) administrado pela NASA. Posteriormente, em setembro de 2016, passou a participar do The Globe Program / NASA Globe Cloud, um programa mundial de ciência e educação com foco no monitoramento do clima terrestre.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras
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