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Experimento com matéria escura registra eventos anormais

© AP Photo / Pieter van DokkumMatéria escura desaparecida
Matéria escura desaparecida - Sputnik Brasil
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Um novo estudo pode indicar tanto a existência de novas partículas como novas propriedades dos neutrinos, as partículas mais misteriosas conhecidas.

Um grande experimento, chamado XENON1T, em que participam mais de 150 pesquisadores, permitiu descobrir um excesso inesperado de eventos dentro do detector XENON, baseado no Laboratório Nacional Gran Sasso, na Itália.

Esta descoberta poderia apontar para a existência do axônio, uma hipotética partícula ultraleve, de que poderia ser composta a matéria escura.

Esta matéria representa aproximadamente uma quarta parte da massa do Universo. O problema para sua detecção direta é que os físicos ainda desconhecem do que se compõe, e só sabem que não pode estar formada de partículas do modelo padrão.

"Se for uma nova partícula, então é o avanço que esperávamos durante os últimos 40 anos", disse, citado pela Quanta Magazine, Adam Falkowski, físico de partículas da Universidade Paris-Saclay (França), que não participou do experimento.

A série de experimentos XENON inicialmente estava destinada a buscar partículas de matéria escura hipotéticas pesadas, chamadas de partículas massivas de interação fraca.

Contudo, há vários anos os pesquisadores perceberam que também podiam analisar outros tipos de partículas desconhecidas que poderiam passar através do detector, como as que batem em um elétron em vez de um núcleo de xenônio. Trata-se de um elemento quimicamente inerte do qual o detector é composto.

© Foto / J. Read et alImagem do movimento da matéria escura
Experimento com matéria escura registra eventos anormais - Sputnik Brasil
Imagem do movimento da matéria escura

Em sua nova análise, os físicos examinaram os chamados retrocessos eletrônicos em dados de XENON1T. Apesar de esperarem observar aproximadamente 232 destes eventos, causados por fontes conhecidas de contaminação de fundo, o experimento revelou 285.

Depois de desconsiderar todas as possíveis fontes de erros, os cientistas propuseram três explicações para o excesso detectado.

O primeiro é a existência de uma nova partícula, conhecida como "axônio solar", uma partícula hipotética produzida dentro do Sol que seria semelhante a um fóton, mas com uma pequena quantidade de massa. Apesar de os axônios solares não serem partículas de matéria escura, anteriormente não os era possível detectar.

Por outro lado, os dados obtidos no marco do estudo poderiam se explicar pelas possíveis novas propriedades dos neutrinos, partículas subatômicas extremamente pequenas presentes em todo o Universo e capazes de atravessar quase qualquer objeto praticamente sem interagir com a matéria.

Desta forma, uma das possibilidades que explicaria o excesso de retrocessos eletrônicos é que os neutrinos podem ter grandes momentos magnéticos. Peter Graham, físico de partículas da Universidade de Stanford (EUA), disse que a detecção de neutrinos que possuem um momento magnético "também seria muito emocionante, já que indica uma nova física, para além do modelo padrão".

No entanto, existe ainda uma grande possibilidade de que os resultados se deverem à contaminação por átomos de trítio durante o experimento. Espera-se que a continuação do XENON1T comece ainda neste ano, buscando descartar a possível contaminação como explicação dos resultados obtidos.

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