A possível detecção de matéria escura em uma mina de ouro desativada nos Estados Unidos pode ser o primeiro sinal visível de um dos maiores mistérios do Universo.
Apesar da descoberta recente, a busca por respostas para esclarecer a existência desse material já dura quase 100 anos, já que surgiu poucos anos após a teoria do Big Bang.
Entenda o que é a teoria
A matéria comum compõe estrelas, planetas, pessoas e tudo o que podemos ver, mas representa apenas cerca de 5% 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. Mesmo que não a enxerguem, cientistas estão confiantes de que a matéria escura existe devido aos seus efeitos gravitacionais nas escalas galácticas.
A matéria escura corresponde a cerca de 27% do universo, enquanto o restante seria energia escura, outro mistério a ser descvendado. Veja a divisão estimada pela Nasa:
Apesar de ser invisível, a matéria escura, assim como a comum, ocupa lugar no espaço e possui massa. Assim, cientistas podem observar como ela interage e influencia a matéria comum ao longo do universo, possibilitando o estudo.
Origem da teoria
Na década de 1930, os astrônomos observaram o que parecia ser uma “matéria ausente” nas galáxias.
O conceito se materializou em 1933, quando o astrônomo suíço Fritz Zwicky publicou um artigo que descrevia uma anomalia observada por ele ao estudar o Aglomerado de Coma. Ele notou que as galáxias no aglomerado se moviam rápido demais para a gravidade gerada pela matéria ordinária visível. As galáxias deveriam estar se dispersando, mas continuavam unidas.
Zwicky sugeriu que poderia haver uma forma invisível de matéria gerando a gravidade necessária para manter essas galáxias presas, o que ele chamou de “dunkle Materie”, termo alemão para matéria escura.
A ideia foi vista como “conceito marginal” por não ter evidências suficientes até a década de 1970, quando a astrônoma americana Vera Rubin observou o problema da “matéria ausente” em galáxias espirais, analisando as estrelas nas bordas externas.
Para explicar por que elas se moviam tão rápido sem serem arremessadas para o espaço intergaláctico, devia haver uma grande quantidade de matéria mantendo-as no lugar e, como não via essa matéria, a cientista concluiu que essas galáxias deveriam estar unidas pela matéria escura.
Após o estudo de Rubin, a existência do material se tornou consenso, embora nem todos os astrônomos concordem sobre a natureza da matéria escura.
Descoberta recente nos EUA
Cientistas fizeram uma possível descoberta na pesquisa da matéria escura ao encontrar traços dela durante um experimento a cerca de 1.6 km abaixo do solo, no estado norte-americano de Dakota do Sul, embora não tenham chegado à afirmação de que finalmente detectaram esse componente cósmico.
Os pesquisadores descreveram uma interação de partículas registradas no Sanford Underground Research Facility, construída em uma antiga mina de ouro, que pode ter envolvido uma partícula hipotética chamada WIMP, abreviação em inglês para “partícula massiva de interação fraca”. Essa é uma das propostas para ser uma partícula de matéria escura.
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 apelo 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 utilizou 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 uma matéria escura que se espalhe 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 nesta 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 pode ter sido 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 questão fez com que o núcleo do átomo de xenônio fosse impulsionado para frente, no que é chamado de resgate nuclear.
Com informações da Reuters