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Atualização sobre a Comprovação da Matéria Escura

Da mesma maneira que os cientistas e políticos de todo o mundo estavam reunidos debatendo em dezembro como lidar de maneira prática com um problema de profunda importância – a mudança climática global – outro grupo de cientistas internacionais composto principalmente por físicos estava também debatendo um assunto um pouco mais exotérico. Em ambos os casos, na conclusão dos eventos, os participantes ficaram sedentos por resultados e insatisfeitos.

O experimento chamado Cryogenic Dark Matter Search, ou CDMS, localizado nas profundezas da mina Soudan em Minesota, é desenhado para detectar diretamente novas partículas elementares que podem constituir a matéria escura que domina a nossa galáxia. No início de dezembro de 2009, como vinculado nesse blog, rumores começaram a circular dando conta que o experimento CDMS tinha detectado sinais dessas partículas.

Para se poder apreciar o significado de um evento desses é necessário reconhecer que os cientistas têm gasto os últimos 40 anos, construindo modelos teóricos incríveis que poderiam ruir como castelo de cartas sendo soprados pela inconsistência dos dados. Na década de 1970, começaram a se acumular evidências de observações da rotação da galáxia que mostrava existir 10 vezes mais matéria invisível do que visível. Embora, explicações mundanas para essa matéria – de bolas de neve até planetas e gás frio – em um primeiro momento pareciam plausíveis, gradualmente foi se provando que nenhuma delas se ajustava com os modelos. Ao mesmo tempo, cálculos independentes da abundância de elementos de luz esperados de terem sidos produzidos nos primeiros minutos após o big bang, implicaram que o universo simplesmente perdeu prótons e nêutrons suficientes para fazer parte dessa matéria escura, se as previsões concordassem com as observações.

De maneira similar, simulações computacionais independentes, sobre a formação das galáxias à medida que o universo se expandia sugeriam que somente um novo tipo de material, que não interagem com a matéria normal, poderia colapsar cedo o suficiente para gerar as estruturas que são observadas hoje em dia.

Os últimos 50 anos da física de partículas também nos levou a imaginar que o que nós observamos hoje, fazer sentido, uma nova partícula elementar precisa existir. Se for assim, os teóricos determinaram que nos primeiros instantes do big bang essas partículas teriam sido produzidas na abundância correta para explicar a matéria escura, e suas interações com a matéria chamada de normal seria tão fraca que a tornou invisível para os telescópios e demais instrumentos que existem hoje.

Encorajados pela sugestão de novas partículas da matéria escura no halo galáctico poderiam ser detectadas diretamente, um bravo conjunto de cientistas experimentais começou a desenvolver técnicas para observá-las, com detectores enterrados tão no fundo para que os raios cósmicos inundassem seus sensores de precisão.

Quando esse experimento foi proposto pela primeira vez há 25 anos atrás, esperava-se que dentro de uma década pudesse se ter a resposta desejada. Mas as tecnologias de ponta levaram um tempo para serem desenvolvidas e a natureza também raramente revela seus segredos com rapidez.

Assim, após uma geração de antecipação, quando a comunidade de físicos escutou rumores de que o experimento CDMS tinha detectado algo, todos se voltaram para as notícias como se os Beatles tivessem se reunido para um concerto de retorno, ou seja, com um sentimento de que aquilo não era real.

O anúncio verdadeiro era desapontador: apenas dois pulsos foram detectados em quase um ano de experimento e eles podem ter sido causados pela matéria escura. Infelizmente, existe também a possibilidade de 25% de que esses eventos tenham sido causados pela radioatividade de fundo.

Depois de passada a tristeza, uma nova perspectiva nasceu. Dentro de um ano, detectores maiores serão ligados, e eles podem confirmar que os sinais detectados sejam mesmo sinais e não ruídos. Além disso, as partículas hipotéticas podem ainda serem detectadas nas colisões que serão geradas no Grande Colisor de Hádrons do CERN.

Se os experimentos derem certo mesmo assim eles não poderão resolver totalmente os problemas e nem solucionar o problema de mudança climática. Mas eles irão fornecer indicações especiais do poder da imaginação humana, combinado com rigorosa lógica e tecnologia, para descobrir mundos escondidos que a meio século atrás não existiam nem na imaginação dos físicos. Se por acaso os experimentos derem errado, os físicos terão que trabalhar mais pesado ainda para resolver o mistério da matéria escura. Concluindo, novos desafios, levam a novas inspirações que é o que faz a ciência se mover sempre pra frente.

Fonte:

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=dark-matters&sc=CAT_SPC_20100408

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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