Uma descoberta do Grande Colisor de Hadrões pode apontar o caminho para a matéria escura.
Durante décadas, os astrofísicos teorizaram que a maioria da matéria no nosso Universo é composta por uma misteriosa massa invisível conhecida como matéria escura. Embora os cientistas ainda não tenham encontrado nenhuma evidência direta dessa massa invisível ou confirmado a sua aparência, existem várias maneiras possíveis de procurá-la em breve.
Esta teoria pode ser testada em breve, graças à pesquisa realizada usando o A Large Ion Collider Experiment (ALICE), uma das várias experiências com detetores no Large Hadron Collider (LHC) do CERN.
ALICE é otimizado para estudar os resultados de colisões entre núcleos que viajam muito perto da velocidade da luz (velocidades ultra-relativísticas). De acordo com um novo estudo da Colaboração ALICE, instrumentos dedicados podem detetar núcleos de anti-hélio-3 quando atingem a atmosfera da Terra, fornecendo assim evidências para a matéria escura.
A teoria da matéria escura surgiu na década de 60, quando os astrónomos estavam a realizar testes observacionais de Relatividade Geral usando galáxias distantes e aglomerados de galáxias.
Uma previsão chave da Relatividade Geral é que a curvatura do espaço-tempo é alterada na presença de campos gravitacionais causados por objetos massivos.
Isso pode ser observado com lentes gravitacionais, um fenómeno em que a luz de uma fonte distante é distorcida e amplificada (levando aos Anéis, Cruzes e Arcos de Einstein). No entanto, ao observar grandes estruturas no Universo, os astrónomos notaram que a curvatura observada era muito maior do que o esperado.
Isso sugeria duas possibilidades: ou Einstein estava errado (apesar de todos os testes que provaram que estava correto), ou deve haver massa no Universo que não podemos ver.
O desafio para os astrofísicos e cosmólogos desde então tem sido encontrar evidências diretas dessa indescritível matéria escura.
Como eles indicaram no seu estudo, publicado recentemente na revista Nature Physics, antinúcleos produzidos por aniquilações de matéria escura poderiam ser detetados (dependendo da natureza da própria matéria escura).
Nesse caso, a Colaboração ALICE usou o principal perfil teórico conhecido como Partículas Massivas de Interação Fraca (WIMPs, em inglês).
De acordo com a teoria dos WIMPs, a matéria escura consiste em partículas que não emitem ou absorvem luz e apenas interagem com outras partículas através da força nuclear fraca.
Essa mesma teoria também afirma que a interação entre essas partículas faz com que elas se aniquilem e produzam núcleos anti-He3, compostos por dois antiprotões e um antineutrão.
Esses antinúcleos viajariam por toda a nossa galáxia e poderiam ser medidos como raios cósmicos, partículas de alta energia que se originam além do nosso Sistema Solar e colidem com a nossa atmosfera (produzindo “chuveiros” de partículas elementares).
No entanto, outros tipos de raios cósmicos (protões de núcleos de hélio) também podem colidir com o meio interestelar para criar núcleos anti-He3. Uma vez que esta fonte de antinúcleos não está relacionada com a matéria escura, constituiria o pano de fundo para as buscas da matéria escura.
