Cassiopeia Project
A bizarra matéria negra é invisível – apenas sabemos que existe porque “dobra” a luz
Há um desequilíbrio significativo entre matéria e antimatéria no nosso universo. No entanto, uma estranha partícula chamada “Majorano” pode agora finalmente explicá-lo.
Uma das questões mais intrigantes da cosmologia moderna é a razão pela qual o Universo está cheio de matéria. Uma família oculta de “partículas fantasma” pode ser responsável por toda a matéria escura do Universo – e pela razão pela qual existe matéria.
O problema é que quase todas as reações de partículas fundamentais produzem números exatos de partículas de matéria e antimatéria, que depois se aniquilam umas às outras em flashes de energia.
Mas o Universo tem uma abundância de matéria e muito pouca antimatéria. Então – questiona a Live Science – por que é que tudo não desapareceu simplesmente no Universo primitivo?
O problema é conhecido como bariogénese; e a principal hipótese é que um processo desconhecido levou a um desequilíbrio entre matéria e antimatéria nos primeiros momentos do Big Bang.
Mas qual terá sido esse processo?
Um estudo publicado em dezembro no arXiv, sugere que a resposta pode estar em pequenas partículas fantasmagóricas conhecidas como neutrinos.
Como explica a Live Science, existem três variedades de neutrinos, e todas elas têm propriedades bizarras. Por um lado, têm apenas uma pequena quantidade de massa, muito menor do que a massa dos eletrões.
Além disso, são todos “canhotos”, o que significa que os seus spins internos se orientam apenas numa direção quando viajam, ao contrário de todas as outras partículas que se podem orientar em ambas as direções.
Este facto levou à especulação de que poderão existir mais variedades de neutrinos que ainda não foram detectadas – as contrapartes destras dos neutrinos conhecidos.
“Um universo despedaçado”
No novo estudo, os investigadores propuseram um modelo em que existem duas novas espécies de neutrinos destros com massas muito elevadas.
O modelo mostrou que, nos primeiros momentos do Universo, os neutrinos destros e esquerdinos estavam em perfeito equilíbrio.
À medida que o cosmos se expandiu e arrefeceu, esse equilíbrio quebrou-se, levando a uma quebra de simetrias que fez com que os neutrinos esquerdos adquirissem a sua massa e os neutrinos direitos desaparecessem de vista.
Mas o modelo dos investigadores descobriu que esta mudança cataclísmica também teve outras consequências.
Eis que surge o Majorano
Por um lado, como os neutrinos interagem com outras partículas, a quebra da sua simetria terá desencadeado uma reação em cadeia que pôs em causa o delicado equilíbrio entre matéria e antimatéria.
Por outro lado, os neutrinos destros misturaram-se para criar uma partícula completamente nova, designada por Majorano.
O Majorano é uma partícula hipotética que é a sua própria anti-partícula, e os cálculos dos investigadores mostraram que esta partícula teria sido produzida em abundância no caos do Universo primitivo.
Esta opartícula teria então sobrevivido como uma relíquia desses tempos antigos, constituindo a maior parte da massa de todas as galáxias, mas permanecendo invisível e esquivo.
Por outras palavras, o Majorano seria um forte candidato à matéria negra – a misteriosa substância oculta que preenche o cosmos.
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