Físicos apresentam um novo candidato para a matéria escura

Partículas que formam o chamado 'quinto estado da matéria' podem estar por trás do maior desafio da astronomia atualmente

Renato Mota, editado por Fabiana Rolfini 05/03/2020 11h03
Matéria Escura
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Existe algo no universo que o mantém coeso. Sem isso, galáxias girariam tão rápido que seria impossível que formassem aglomerados – só a gravidade dos objetos que podemos ver ou detectar não seria o suficiente. E tem muito disso no espaço: cerca de 85% de toda matéria. Mas não sabemos o que é ou como surgiu aqui.


A matéria escura é um dos maiores mistérios da ciência atualmente. Até agora não foi possível detectá-la, por mais que tentemos. Podemos ver seu efeito em outras dinâmicas, como nas lentes gravitacionais, que distorcem a luz em torno de objetos maciços, ou na rotação externa dos discos galácticos, que é rápida demais para ser explicada pela massa visível.

Mas em termos de detecção direta, até agora nada. E isso é um problemão, já que se a matéria escura realmente não existir, isso significaria que há algo errado com o modelo padrão da física de partículas que usamos para descrever e entender o Universo. Candidatos não faltam, e o pessoal da Universidade de York, no Reino Unido, apresentou mais um, o hexaquark d*(2380).

Particulas essenciais

Quarks são partículas fundamentais que geralmente se combinam em grupos de três para formar prótons e nêutrons. Partículas de três quarks são chamadas de bárions, e a maior parte da matéria observável no Universo é feita delas – você, eu, o Sol, os planetas e tudo mais que conhecemos. Quando seis quarks se combinam, isso cria um tipo de partícula chamada dibaryon, ou hexaquark.

Em 2014, um potencial hexaquark foi detectado no Centro de Pesquisa Jülich, na Alemanha, por 0,000000000000000000000001 segundo, e foi nomeado d*(2380). Um diferencial desse dibaryon em particular é que os seis seus quarks resultam em uma partícula de bóson, o que significa que, quando muitos d*(2380) estão presentes, eles podem se combinar de maneiras muito diferentes dos prótons e nêutrons.

O que os pesquisadores da Universidade de York sugerem é que nas condições logo após o Big Bang, muitos hexaquarks d*(2380) poderiam ter se agrupado à medida que o Universo esfriou e se expandiu, formando o quinto estado da matéria: o condensado de Bose-Einstein.

Reprodução

"A origem da matéria escura no Universo é uma das maiores questões da ciência e que, até agora, deixou um espaço em branco", afirma o físico nuclear Daniel Watts, um dos autores do estudo publicado no Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. "Nossos primeiros cálculos indicam que condensados de hexaquarks d*(2380) são um novo candidato viável para a matéria escura. Este novo resultado é particularmente empolgante, pois não requer conceitos novos para a física", completa.

Tudo isso é altamente teórico, mas os pesquisadores estão planejando procurar hexaquarks no espaço para testar a hipótese, além de realizar mais trabalhos com os d*(2380) em laboratório. "O próximo passo para estabelecer esse novo candidato à matéria escura será obter uma melhor compreensão de como eles interagem - quando elas se atraem e quando se repelem", afirma o físico da Universidade de York, Mikhail Bashkanov, coautor do projeto.

Via: Science Alert/SciNews

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