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18 de dezembro de 2024

Fótons Escuro Podem Ser A Solução Para a Matéria Escura

A pesquisa sobre a matéria escura, um dos maiores enigmas do universo, tem sido o foco de cientistas em todo o mundo. Recentemente, uma equipe internacional de pesquisadores, liderada por especialistas da Universidade de Adelaide, fez descobertas significativas que podem remodelar nossa compreensão do universo.

A matéria escura, conforme estudos, compõe impressionantes 84% da matéria do universo. No entanto, apesar de sua predominância, pouco se sabe sobre sua natureza exata. O Professor Anthony Thomas, da Universidade de Adelaide, destaca a complexidade deste tema, mencionando que, embora a existência da matéria escura tenha sido confirmada através de interações gravitacionais, sua natureza precisa continua a nos escapar. Esta afirmação ressalta a magnitude do desafio que os físicos enfrentam ao tentar decifrar este mistério cósmico.

Uma das teorias propostas para entender a matéria escura envolve o “fóton escuro”. Este é um conceito teórico que sugere a existência de uma partícula massiva que poderia atuar como uma ponte entre o setor escuro de partículas e a matéria regular. Para contextualizar, a matéria regular, da qual nosso mundo físico é composto, é significativamente menos abundante que a matéria escura. De fato, estima-se que exista cinco vezes mais matéria escura do que matéria regular no universo.

O fóton escuro é proposto como um portador de força, semelhante ao fóton do eletromagnetismo, mas com uma possível conexão direta com a matéria escura. Esta teoria, se comprovada, poderia ter implicações revolucionárias para a física de partículas e nossa compreensão geral do universo. O Professor Thomas, juntamente com seus colegas, Professor Martin White, Dr. Xuangong Wang e Nicholas Hunt-Smith, membros do Centro de Excelência do Conselho de Pesquisa Australiano (ARC) para a Física de Partículas da Matéria Escura, estão na vanguarda desta pesquisa.

Em seu estudo mais recente, a equipe se concentrou nos potenciais efeitos que um fóton escuro poderia ter sobre os resultados experimentais do processo de espalhamento inelástico profundo. Este é um método utilizado na física de partículas para sondar o interior de hádrons, como prótons e nêutrons, usando elétrons, múons e neutrinos. Através da análise dos subprodutos das colisões de partículas aceleradas a energias extremamente altas, os cientistas podem obter evidências valiosas sobre a estrutura do mundo subatômico e as leis da natureza que o governam.

Utilizando o framework de Análise Global da Função de Distribuição de Parton do Laboratório Angular de Jefferson (JAM), a equipe modificou a teoria subjacente para considerar a possibilidade de um fóton escuro. Os resultados foram surpreendentes. O trabalho mostrou que a hipótese do fóton escuro é preferida em relação à hipótese do modelo padrão com uma significância de 6,5 sigma. No mundo da física de partículas, essa significância é notável e indica evidências de uma descoberta de partículas.

Essa pesquisa é um testemunho do progresso e da inovação no campo da física de partículas. A descoberta potencial do fóton escuro poderia ser um divisor de águas, lançando luz sobre o enigmático conceito de matéria escura. A colaboração internacional e a abordagem abrangente adotada pela equipe da Universidade de Adelaide são exemplos do compromisso da comunidade científica em desvendar os segredos do universo.

O estudo também destaca a importância da pesquisa contínua e da exploração no campo da física. O universo é vasto e ainda guarda muitos mistérios. A matéria escura, sendo um deles, continua a desafiar e inspirar cientistas em todo o mundo. Com avanços como este, estamos um passo mais perto de decifrar os enigmas do cosmos.

Em conclusão, a busca para entender o universo é uma jornada contínua. Cada descoberta, cada teoria testada e cada experimento realizado nos aproxima de uma compreensão mais completa do espaço que nos rodeia. A pesquisa sobre a matéria escura e o fóton escuro é apenas um capítulo nesta busca incessante pelo conhecimento. A dedicação e o esforço da equipe da Universidade de Adelaide, juntamente com cientistas de todo o mundo, são um lembrete do potencial humano para descobrir e entender os mistérios mais profundos do universo.

Fonte:

https://www.adelaide.edu.au/newsroom/news/list/2023/09/18/new-clues-to-the-nature-of-elusive-dark-matter

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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