Cientistas tentam resolver mistério da antimatéria com o da matéria escura

Uma equipa internacional de cientistas tentou, pela primeira vez, perceber se a falta de antimatéria no Universo pode dever-se ao facto de esta interagir de forma diferente com a matéria escura.

Pode um mistério do Cosmos explicar um outro? A nova investigação, levada a cabo por cientistas do grupo de colaboração internacional Baryon Antibaryon Symmetry Experiment (BASE), quis responder a esta pergunta, tentando perceber se existe alguma relação entre matéria escura e antimatéria que possa explicar estes fenómenos.

A matéria escura e antimatéria representam dois grandes problemas para físicos e astrónomos que tentam perceber como é o que o Universo funciona a nível fundamental.

A nova investigação, cujos resultados foram esta semana publicados na revista científica Nature, não conseguiu determinar se há uma forma estranha pela qual a matéria e antimatéria interagem com a matéria escura que possa explicar os fenómenos – na prática, os cientistas não conseguiram encontrar a chave para explicar estas duas incógnitas.

Ainda assim, frisa a equipa, o procedimento experimental conseguiu estabelecer um novo limite superior para a eventual interação entre a matéria escura e a antimatéria.

“Pela primeira vez, procuramos explicitamente a interação entre matéria escura e antimatéria e, embora não tenhamos encontrado uma diferença [entre efeitos sobre matéria e antimatéria], estabelecemos um novo limite superior para a interação potencial entre matéria escura e antimatéria”, declarou Christian Smorra, autor principal do estudo.

Os cientistas mediram uma propriedade do anti-protão chamada frequência de precessão de rotação, explicam os cientistas em comunicado.

Por norma, esta propriedade dever ser constante num determinado campo magnético e uma modulação nesta frequência pode ser explicada por um efeito mediado por partículas semelhantes aos axiões, que são hipotéticas particulares candidatas à matéria escura.

A solução para os dois enigmas do Universo não foi encontrada, mas a sua procura poderá agora ser refinada, tal como explicou Stefan Ulmer, porta-voz do projeto BASE.

“A partir de agora, planeamos melhorar ainda mais a precisão das nossas medições de frequência de precessão de rotação do anti-protão, permitindo estabelecer restrições cada vez mais rigorosas à invariância fundamental da carga, paridade e tempo, e fazer com que a procura pela matéria escura seja ainda mais sensível”, apontou, citado na mesma nota.

A investigação foi realizada pelo Laboratório de Simetrias Fundamentais de RIKEN, do Japão, em parceria com um grupo de trabalho PRISMA+ da Universidade de Johannes Gutenberg de Mainz, na Alemanha, que tem trabalhado de forma ativa na procura de matéria escura. O procedimento foi levado a cabo no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), recorrendo ao Antiproton Decelerator (AD).

Matéria escura versus Antimatéria

Tanto a matéria escura como a antimatéria têm tirado o sono aos cientistas. O mundo em que vivemos é apenas feito de matéria, apesar de o Big Bang dever ter criado quantidades iguais de matéria e antimatéria.

Tal como explicam os cientistas, antimatéria é criada todos os dias em procedimentos experimentais e até mesmo em processos naturais, acabando, contudo, por ser aniquilada em colisões com a matéria “comum”. As previsões mostram que a compreensão do conteúdo da matéria do Universo é desativada em nove ordens de magnitude, mas ninguém sabe porque é que existe esta assimetria.

No que toca à matéria escura, que compõe cerca de 80% de toda a matéria do Universo, o caso é outro – mas igualmente estranho. As observações astronómicas mostram que uma massa desconhecida está a influenciar as órbitas das estrelas nas galáxias, mas ninguém foi capaz de determinar as propriedades microscópicas exatas destas partículas.

Mais: só sabemos da existência da matéria escura devido ao efeito gravitacional que causa na matéria visível, denunciando assim o seu “rastro”.

Há alguns cientistas que defendem que a matéria escura é composta por uma partícula elementar hipotética – o axião – que desempenha um papel importante para explicar os misteriosos “buracos” no Modelo Padrão da Física de Partículas.

Para já, ambos os fenómenos ficam por resolver. Fica a esperança de no futuro, uma vez explicada uma eventual relação, se completar o puzzle do Cosmos.

Sara Silva Alves SA, ZAP //

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