Em 2012, dois experimentos anteriores de detecção de matéria escura — o Large Underground Xenon (LUX) e o ZonEd Proportional scintillation in Liquid Noble gases (ZEPLIN) — se uniram para formar o LUX-ZEPLIN (LZ) experimento. Desde que iniciou suas operações, esta colaboração conduziu a busca mais sensível já montada para Partículas massivas de interação fraca (WIMPs) – um dos principais candidatos à Matéria Escura. Esta colaboração inclui cerca de 250 cientistas de 39 instituições nos EUA, Reino Unido, Portugal, Suíça, Coreia do Sul e Austrália.
Sobre Segunda-feira, 26 de agostoos últimos resultados do projeto LUX-ZEPLIN foram compartilhados em duas conferências científicas. Esses resultados foram celebrados por cientistas no Universidade de AlbanyDepartamento de Física, incluindo Professores Associados Cecília Levy e Mateus Szydagis (dois membros do experimento). Este último resultado é quase cinco vezes mais sensível do que o resultado anterior e não encontrou nenhuma evidência de WIMPs acima de uma massa de 9 GeV/c2. Esses são os melhores limites já encontrados para WIMPS e um passo crucial para encontrar a misteriosa massa invisível que compõe 85% do Universo.
Liderado pelo Departamento de Energia (DoE) Laboratório Nacional Lawrence Berkeleyo experimento LZ está localizado no Instalação de Pesquisa Subterrânea de Sanford em Dakota do Sul, cerca de 1.500 metros (quase uma milha) abaixo da superfície. O experimento depende de um detector ultrassensível feito de 10 toneladas (11 toneladas americanas) de xenônio líquido para caçar os sinais elusivos causados pelas interações WIMP-núcleo. Embora as detecções diretas ainda não tenham sido feitas, esses últimos resultados ajudaram os cientistas a restringir a busca.
Como Levy explicou em um recente UofA Comunicado de imprensa:
“A matéria escura interage muito, muito raramente com a matéria normal, mas não sabemos exatamente quão raramente. A maneira como a medimos é por meio dessa seção transversal ou quão provável é uma interação dentro do nosso detector. Dependendo da massa de uma partícula de matéria escura, que ainda não sabemos, uma interação dentro do detector é mais ou menos provável. O que os novos resultados do LZ nos dizem é que a matéria escura interage com a matéria normal ainda mais raramente do que pensávamos, e o único instrumento no mundo que é sensível o suficiente para medir isso é o LZ.”
A existência e a natureza da Matéria Escura estão entre os maiores mistérios da astrofísica moderna. Originalmente proposta para explicar as curvas rotacionais das galáxias, a existência da Matéria Escura é vital para o modelo cosmológico mais amplamente aceito – o Matéria escura fria lambda (LCDM). Infelizmente, de acordo com as teorias predominantes, o DM interage apenas com a matéria normal (também conhecida como “luminosa”) por meio da gravidade, a mais fraca das quatro forças fundamentais. Detectar essas interações requer instrumentos incrivelmente sensíveis e um ambiente livre de energia eletromagnética (incluindo calor e luz).
Embora nenhuma detecção direta tenha sido feita, os últimos resultados do LZ estreitaram o intervalo de possibilidades para um dos principais candidatos a DM. Como Szydagis disse:
“É frequentemente mal compreendido o que significa a frase ‘melhor experimento de matéria escura do mundo’, já que ninguém fez uma descoberta conclusiva e inequívoca ainda. No entanto, novos resultados nulos mais rigorosos como os do LZ ainda são extremamente valiosos para a ciência. A UAlbany, como parte da colaboração multinacional que é o LZ, tem feito contribuições importantes garantindo a robustez dos resultados do LZ, voltando ao início do experimento.”
Embora a DM permaneça “invisível” para nós, a presença de sua atração gravitacional é fundamental para nossa compreensão do Universo. Por exemplo, a formação e o movimento de galáxias são atribuídos à DM, e sua existência é vital para explicar a estrutura e a evolução em larga escala do Universo. Se a DM não existe, então nossa compreensão da gravidade – conforme descrita pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein – está essencialmente errada e precisa de revisão. No entanto, a Relatividade Geral tem sido validada experimentalmente repetidas vezes ao longo do último século.
Portanto, estreitar a busca por sua partícula constituinte é vital para provar que nossas teorias fundamentais sobre o Universo estão corretas. Como Levy observou, os cientistas da UAlbany têm feito contribuições integrais para o LZ por mais de uma década, e seu trabalho está longe de terminar! “Trabalhar no LZ é sempre tão emocionante, mesmo que ainda não tenhamos feito uma descoberta”, disse ela. “Todos nós sabemos que se fosse fácil, outra pessoa já teria feito! Acho que agora o que precisamos tirar desse resultado é que o LZ é uma ótima equipe de cientistas, nosso detector está funcionando soberbamente, nossa análise é extremamente robusta e estamos longe de terminar de coletar dados.”
Leitura adicional: Universidade em Albany
Fonte: InfoMoney
