Novas pistas sobre a natureza da matéria escura
Uma equipa de investigadores internacionais, liderada por especialistas da Universidade de Adelaide, descobriu novas pistas na busca de conhecimentos sobre a natureza da matéria escura.
“A matéria escura constitui 84% da matéria do Universo, mas sabemos muito pouco sobre ela”, afirmou o Professor Anthony Thomas, Elder Professor of Physics, da Universidade de Adelaide.
“A existência da matéria escura foi firmemente estabelecida a partir das suas interações gravitacionais, mas a sua natureza precisa continua a escapar-nos, apesar dos melhores esforços dos físicos de todo o mundo.”
“A chave para compreender este mistério pode estar no fotão escuro, uma partícula maciça teórica que pode servir de portal entre o sector escuro das partículas e a matéria regular”, acrescentou.
A matéria normal, de que nós e o nosso mundo físico somos feitos, é muito menos abundante do que a matéria negra: existe cinco vezes mais matéria escura do que matéria normal. Descobrir mais sobre ela é um dos maiores desafios para os físicos de todo o mundo.
O fotão escuro é uma partícula hipotética do sector oculto, proposto como um portador de força semelhante ao fotão do eletromagnetismo, mas potencialmente ligado à matéria escura. Testar as teorias existentes sobre a matéria negra é uma das abordagens que cientistas como o Professor Thomas, juntamente com os seus colegas Professor Martin White, Xuangong Wang e Nicholas Hunt-Smith, que são membros do Centro de Excelência do Conselho Australiano de Investigação (ARC) para a Física de Partículas da Matéria Negra, estão a seguir para obter mais pistas sobre esta substância esquiva mas altamente importante.
“No nosso último estudo, examinamos os efeitos potenciais que um fotão escuro poderia ter no conjunto completo de resultados experimentais do processo de dispersão inelástica profunda”, disse Thomas.
A análise dos subprodutos das colisões de partículas aceleradas a energias extremamente elevadas dá aos cientistas boas provas da estrutura do mundo subatómico e das leis da natureza que o regem.
Em física de partículas, a dispersão inelástica profunda é o nome dado a um processo utilizado para sondar o interior dos hadrões (particularmente os bariões, como os protões e os neutrões), utilizando eletrões, muões e neutrinos.
“Utilizámos o quadro de análise global da função de distribuição de fotões do Jefferson Lab Angular Momentum (JAM), modificando a teoria subjacente para permitir a possibilidade de um fotão escuro”, disse Thomas.
“O nosso trabalho mostra que a hipótese do fotão escuro é preferível à hipótese do modelo padrão com uma significância de 6,5 sigma, o que constitui prova da descoberta de uma partícula”, acrescentou.
A equipa, que inclui cientistas da Universidade de Adelaide e colegas do Laboratório Jefferson na Virgínia, EUA, publicou os seus resultados no Journal of High Energy Physics.