A hipotética partícula pode ser o portal entre o setor escuro das partículas e a matéria regular. Podemos estar mais perto de entender a misteriosa matéria escura.
Uma partícula hipotética do setor escondido conhecida como “fotão escuro” pode ser fundamental para compreender a matéria escura, um dos mistérios mais enigmáticos do universo, sugerem investigações científicas recentes.
O Universo, tal como o conhecemos, possui cerca de um décimo de todas as coisas que pairam por aí. Tudo o resto é invisível ou, pelo menos, impossível de detetar – exceto os efeitos da sua gravidade na fração de material que somos capazes de ver.
Os cientistas apelidam esta “força negra” de material escuro do setor ausente – classe de partículas energéticas e massivas que aparentemente existem algures, mas que não interagem com a matéria luminosa (aquela que nos compõe e que somos capazes de ver).
O fotão escuro alinhar-se-á mais perto dos resultados de experiências em aceleradores de partículas do que o modelo padrão da física de partículas, indica a pesquisa, liderada pelo físico Nicholas Hunt-Smith da Universidade de Adelaide e publicada no Journal of High Energy Physics.
Evidências de interações gravitacionais já confirmaram antes a existência da matéria escura, mas a sua natureza exata tem escapado a físicos de todo o mundo, que continuam a tentar descobri-la.
“A existência da matéria escura foi firmemente estabelecida através das suas interações gravitacionais, no entanto, a sua natureza precisa continua a escapar-nos apesar dos melhores esforços dos físicos de todo o mundo”, diz Anthony Thomas, físico na Universidade de Adelaide.
Thomas sugere que o fotão escuro pode ser a ponte entre a matéria regular e o setor escuro de partículas.
“A chave para entender este mistério poderia estar com o fotão escuro, uma partícula massiva teórica que pode servir como um portal entre o setor escuro das partículas e a matéria regular”, disse, segundo o Science Alert.
São os evidentes efeitos gravitacionais da matéria escura sobre a matéria normal que mantêm vivo o dilema em seu redor. Exemplificando este efeito: as galáxias giram a uma velocidade que não pode ser explicada considerando apenas os efeitos gravitacionais das partículas de matéria normal. Modelos tradicionais de física, embora eficazes para explicar o comportamento padrão de partículas, não conseguem explicar a matéria escura.
Agora, este estudo colocou os fotões escuros em destaque, relacionando-os com a matéria escura. Geralmente associados à luz e ao eletromagnetismo, acredita-se que os fotões escuros possam ser equivalentes à matéria escura.
Hunt-Smith e a sua equipa investigaram os resultados de colisões de partículas para procurar quaisquer vestígios de fotões escuros.
A pesquisa focou-se no processo de dispersão inelástica profunda, um tipo específico de dispersão de partículas de alta energia. Utilizando dados de vários aceleradores de partículas, descobriram que os fotões escuros podem influenciar subtilmente a separação de partículas após uma colisão.
A equipa não se ficou por aí e estudou ainda a anomalia magnética do muão. Medições da oscilação do muão num campo magnético forte discordam das previsões do modelo padrão por 3 a 4 desvios padrão, sugerindo a atividade de forças ainda a serem estudadas.
Descobriram que a introdução da possibilidade de um fotão escuro não só aumenta a preferência pelo fotão escuro como candidato, mas também reduz significativamente a anomalia magnética do muão.
“O nosso trabalho mostra que a hipótese do fotão escuro é preferida sobre a hipótese do modelo padrão com uma significância de 6,5 sigma, o que constitui uma evidência para a descoberta de uma partícula.”
No entanto, ainda é necessário muito trabalho para provar definitivamente a existência dos fotões escuros.
