Como o próprio nome sugere, a matéria escura é escura! Isso significa que ela é amplamente invisível para nós e só pode ser detectada por meio de sua interação com a gravidade. Uma das principais teorias para explicar as coisas que compõem a maior parte da matéria no Universo são as WIMPs, Weakly Interacting Massive Particles. Elas são apenas teorias e nenhuma foi detectada. Um novo e empolgante experimento chamado LUX-ZEPLIN acabou de completar 280 dias de coleta de dados, mas ainda assim, nenhuma WIMP foi detectada acima de 9 Gev/c2. No entanto, há planos para restringir a busca.
O conceito de matéria escura foi proposto pela primeira vez por Fritz Zwicky na década de 1930, que notou que as galáxias estavam se movendo rápido demais para serem mantidas juntas pela matéria visível “normal”. Seu trabalho foi expandido por Vera Rubin na década de 1970, que confirmou que as estrelas ao redor das regiões externas das galáxias estavam se movendo mais rápido do que o esperado. A conclusão dessas observações é que havia alguma forma de matéria invisível constituindo cerca de 85% da massa do Universo. Novos resultados do LUX-ZEPLIN estão se aproximando do modelo WIMP para descrever a natureza da matéria escura.
O LUX-ZEPLIN é um instrumento projetado para detectar matéria escura. Localizado a 1,6 km no subsolo no Sanford Underground Research Facility em Dakota do Sul, é um tanque enorme cheio de 10 toneladas de xenônio líquido esperando e observando pequenas interações entre matéria escura e partículas normais. Ele é protegido da radiação cósmica e outros ruídos de fundo por um design de camada de cebola com cada camada bloqueando a radiação ou rastreando interações de partículas para descartar interações errôneas de matéria escura. O princípio é simples, um WIMP de passagem pode bater em um núcleo de xenônio, fazendo com que ele se mova e emita luz e elétrons no processo. São esses sinais que as equipes estão procurando. Junto com novas técnicas analíticas, as equipes que o usam esperam finalmente desvendar os mistérios da matéria escura.
Após 280 dias de dados, nenhum WIMP de matéria escura foi detectado. Concentrando sua atenção em WIMPs com massa acima de 9 Gev/c2, a equipe não encontrou nada, apesar da sensibilidade do detector. Tendo explorado 9 Gev/c2, a equipe planeja começar a sondar diferentes níveis de energia conforme a busca continua. Os resultados foram anunciados em duas conferências de física em 26 de agosto, TeV Particle Astrophysics 2024 em Chicago e LIDINE 2024 em São Paulo.
A equipe aplicou uma nova técnica interessante chamada ‘salting’ que adiciona sinais WIMP falsos durante a coleta de dados. A abordagem esconde dados reais até o final, quando uma técnica de ‘unsalting’ os remove. Isso evita viés inconsciente e impede que os pesquisadores interpretem excessivamente os dados.
Ao longo dos próximos anos e até 2028, a equipe planeja coletar pelo menos 1.000 dias de dados que serão analisados usando as novas técnicas. Eles usarão os dados para estudar outros fenômenos raros, como a decadência de átomos de xenônio, decaimento beta duplo sem neutrinos e neutrinos nascidos-8 do Sol. Ainda há muito trabalho a ser feito, mas os 250 cientistas da LUX-ZEPLIN estão esperançosos. O coordenador de física da LUX-ZEPLIN, Scott Kravitz, da Universidade do Texas, resumiu lindamente: “Nossa capacidade de procurar por matéria escura está melhorando a uma taxa mais rápida do que a Lei de Moore. Se você olhar para uma curva exponencial, tudo antes de agora é nada. Espere até ver o que vem a seguir.”
Fonte : Experimento estabelece novo recorde em busca de matéria escura
Fonte: InfoMoney
