Cientistas identificam indício de matéria escura em experimento subterrâneo

Cientistas podem ter observado indícios de matéria escura, um componente encontrado comumente no espaço, durante um experimento abaixo do solo na Dakota do Sul, nos Estados Unidos.

Os pesquisadores descreveram uma interação de partículas registrada na Instalação de Pesquisa Subterrânea de Sanford, construída em uma antiga mina de ouro, que pode ter envolvido uma partícula hipotética chamada WIMP (partícula massiva de interação fraca), uma das candidatas a ser uma partícula de matéria escura.

A matéria comum compõe estrelas, planetas, pessoas e tudo o mais que podemos ver, mas ela representa apenas cerca de 15% de toda a matéria do universo. Acredita-se que o restante seja matéria escura, que não emite nem reflete luz, tornando-a invisível ao olho humano e aos telescópios.

Mas os cientistas estão confiantes de que a matéria escura existe devido aos seus efeitos gravitacionais em escalas galácticas.

O físico de partículas Sam Eriksen, da Universidade de Bristol, na Inglaterra, autor principal de um estudo que descreve o trabalho, afirmou que isso “pode ser o primeiro indício de uma observação da matéria escura”.

Acredita-se que a matéria escura interaja apenas muito raramente com a matéria comum. O experimento LUX-ZEPLIN, ou LZ, em andamento, no qual a observação ocorreu, foi projetado para detectar tais interações e está otimizado para buscar WIMPs.

A pesquisa utiliza 10 toneladas do elemento químico xenônio na forma líquida dentro de um detector, um grande recipiente cilíndrico, que é administrado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, do Departamento de Energia dos Estados Unidos.

Os pesquisadores estão buscando a matéria escura que se espalha ao colidir com átomos de xenônio.

Quando uma partícula se espalha, eles observam flashes de luz, e as propriedades desses flashes revelam que tipo de partícula interagiu com o xenônio.

Em um anúncio feito na terça-feira durante uma conferência científica no Japão e descrito no estudo enviado à revista Physical Review Letters, os cientistas relataram a detecção de uma interação entre um átomo de xenônio e outra partícula que pareceu ocorrer da maneira prevista para um WIMP.

Os pesquisadores afirmaram que o que podem ter observado foi um WIMP colidindo com o núcleo de um átomo de xenônio, transferindo uma pequena quantidade de energia que produziu um fraco clarão de luz ultravioleta, detectado no experimento.

E a colisão fez com que o núcleo do átomo de xenônio fosse impulsionado para frente, no que é chamado de recuo nuclear.

“Apenas um único evento”

Embora os pesquisadores tenham afirmado que a interação ocorreu da maneira que esperariam de um WIMP, eles alertaram que a observação ainda não atinge o limiar estatístico necessário para afirmar a descoberta da matéria escura.

“É importante ressaltar que, como se trata de apenas um único evento, não estamos afirmando que se trate de matéria escura”, disse Eriksen.

Os pesquisadores estão trabalhando para descartar outras explicações.

“Podemos estar diante de algo extraordinário, mas precisamos ser excepcionalmente rigorosos antes de chegar a essa conclusão”, disse Alvine Kamaha, astrofísica da UCLA e coautora do estudo.

Os cientistas não têm certeza da natureza da matéria escura, assim como não têm certeza sobre a natureza da misteriosa força cósmica chamada energia escura.

“Pode haver milhões de partículas de matéria escura passando por nossos corpos a cada segundo e, ainda assim, quase nenhuma delas jamais interagirá com um átomo em nossos corpos”, disse Kamaha.

Uma das principais hipóteses é que a matéria escura seja composta por um tipo de partícula produzida no início do universo e ainda presente hoje.

“Quando observamos galáxias e aglomerados de galáxias, percebemos que elas se comportam como se contivessem muito mais massa do que a matéria que podemos ver. Portanto, embora não possamos ver a própria matéria escura, podemos observar o que sua gravidade provoca”, disse Kamaha.

“Você pode pensar na matéria escura como a ‘cola cósmica’ que ajudou a possibilitar a formação de galáxias como a nossa Via Láctea. Sem a matéria escura, o universo teria evoluído de maneira muito diferente, e as estruturas que eventualmente levaram ao nosso sistema solar talvez não tivessem se formado da mesma forma”, disse Kamaha.

Os cientistas estão buscando a matéria escura de várias maneiras.

“Estudamos seus efeitos gravitacionais nas galáxias e no universo. Tentamos produzir partículas de matéria escura em aceleradores de partículas. E realizamos a detecção direta por meio de experimentos enterrados nas profundezas do subsolo, como o LZ, para protegê-los dos raios cósmicos e de outras fontes de ruído de fundo, enquanto procuramos pela ocasião extremamente rara em que uma partícula de matéria escura interage com a matéria comum”, disse Kamaha.

Fique por dentro das principais notícias do dia no Brasil e no mundo. Siga o canal do R7, o portal de notícias da RECORD, no WhatsApp