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23 de dezembro de 2024

Matéria Escura É Possivelmente Detectada Pelo Experimento AMS de 2 Bilhões de Dólares a Bordo da ISS

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observatory_150105Um massivo detector de partículas montado na Estação Espacial Internacional pode ter detectado a elusiva matéria escura, de acordo com o anúncio feito pelos cientistas no último dia 3 de Abril de 2013.

O detector, chamado de Alpha Magnetic Spectrometer, ou AMS, mede as partículas de raio cósmico no espaço. Após detectar bilhões dessas partículas, em mais de um ano e meio de atividade, o experimento registrou um sinal que pode ser resultado da matéria escura, a substância oculta que constitui mais de 80% de toda a matéria no universo.

O AMS encontrou cerca de 400000 posítrons, as partículas de antimatéria parceiras do elétron. As energias desses posítrons sugerem que eles podem ter sido criados quando partículas da matéria escura colidiram e destruíram uns aos outros.

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A matéria escura não emite luz e não pode ser detectada com telescópios, e parece deixar a matéria ordinária do universo minúscula em comparação.

Os físicos tem sugerido que a matéria escura é feita de WIMPs, sigla para Weakly Interacting Massive Particles, que quase nunca se interagem com as partículas da matéria normal. Acredita-se que as WIMPs tenham sua própria partícula parceira de antimatéria, assim, quando duas WIMPs se encontram elas se aniquilariam, já que a matéria e a antimatéria se destruiriam no contato. O resultado dessa violenta colisão entre WIMPs seria um posítron e um elétron, disse o coautor do estudo, Roald Sadeev, um físico da Universidade de Maryland.

As características dos posítrons detectados pelo AMS se ajustam com as previsões para os produtos das colisões da matéria escura. Por exemplo, com base na abundância de posítrons medidos por um detector baseado em satélite, chamado Payload for Antimatter Matter Exploration and Lght-nuclei Astrophysics, ou PAMELA, os cientistias esperam que os posítrons da matéria escura possam ser encontrados em níveis de energia maiores que 10 gigaelectron volts, ou GeV, disse a coautora do estudo, Veronica Bindi, física da Universidade do Havaí.

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E os posítrons encontrados pelo AMS aumentam em abundância de 10 GeV até 250 GeV, com a inclinação de aumento reduzindo de uma ordem de magnitude no intervalo entre 20 GeV e 250 GeV, exatamente o que os cientistas esperam dos posítrons criados pelas aniquilações da matéria escura.

Além disso, os posítrons parecem vir de todas as direções do espaço e não somente de uma fonte única no céu. Essa descoberta é também o que os pesquisadores esperam dos produtos da matéria escura que acredita-se permeia todo o universo.

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O instrumento AMS de 2 bilhões de dólares foi entregue para a Estação Espacial Internacional em Maio de 2011 pelo ônibus espacial Endeavour, e instalado por astronautas num passeio espacial pelo módulo central do laboratório orbital.

No seu primeiro ano e meio de funcionamento, o detector AMS mediu 6.8 milhões de posítrons e elétrons. Como o instrumento continua a coletar dados, os cientistas serão capazes de dizer se o sinal dos posítrons realmente vem da matéria escura.

Se os posítrons não são criados pela aniquilação das WIMPs, existem outras possíveis explicações para a sua detecção. Por exemplo, estrelas em rotação, chamadas de pulsares espalhadas fora do plano da Via Láctea.

Mesmo com mais dados do AMS, nós ainda não teremos como decidir completamente se esses posítrons tem origem na matéria escura ou num pulsar, disse Bindi. Para entender a matéria escura os cientistas esperam detectar WIMPs diretamente via experimentos subterrâneos na Terra, como os projetos Cryogenic Fark Matter Search e o XENON Dark Matter.

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Fonte:

http://www.space.com/20490-dark-matter-discovery-space-experiment.html

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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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