Físicos não encontram nenhuma evidência do que teria feito o Universo explodir

de Gustavo Teixera 0

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Uma tentativa recente de encontrar uma partícula teórica responsável pela expansão rápida do Universo não teve sucesso, colocando um ponto de interrogação sobre a existência de tal partícula.

 

Embora ainda haja poucas chances de que ela seja mais pesada do que o esperado, ou seja um pouco diferente, os físicos estão se preparando para voltar à estaca zero em um dos maiores mistérios do Universo. Físicos do Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa das Ciências e da Universidade de Zurique estão estudando vestígios de uma forma leve de uma partícula denominada inflaton em dados coletados durante experimentos usando o Colisor de Hádrons Grande no CERN perto de Genebra em 2011 e 2012.

 

Como o nome sugere, inflatons são partículas que inflam o espaço. Existe um motivo bastante específico para estarem procurando por eles. Quando olhamos para o céu e medimos a névoa da radiação de micro-ondas, acredita-se que exista um plano de fundo que parece estranhamente o mesmo, não importa a maneira de olhar.

 

Esta radiação de fundo, ou fundo de micro-ondas cósmica, é o resto de luz que existia quando o Universo ainda tinha apenas algumas centenas de milhares de anos e ainda não estava apto para formar partículas. Mas, dada a escala do espaço, e o fato de que a luz de um lado do Universo ainda não teve tempo para chegar ao outro lado, parece estranho que toda a luz se espalhe de uma maneira tão semelhante.

 

Quando olhamos para o céu, os fragmentos do espaço profundo visíveis em uma direção podem ser tão distantes daqueles visíveis em outra direção que a luz ainda não teve tempo para passar entre eles“, explicou o pesquisador Marcin Chrzaszcz, da Academia Polonesa das Ciências.

 

Então, nada que aconteceu em uma dessas áreas deve afetar a outra. Mas onde quer que olhemos, a temperatura de regiões distantes do cosmos é quase idêntica! Como poderia se tornar tão uniforme?“, completou.

 

Em 1981, um físico chamado Alan Guth sugeriu que se o Universo teria crescido rapidamente por um curto período de tempo enquanto ainda jovem e quente, a radiação de fundo ainda refletiria essa uniformidade. Esse período de inflação rápida definitivamente explicaria o que vemos, mas tal força requer um campo para empurrar, e todos os campos têm partículas para carregar essa informação.

Insira o inflaton – uma partícula teórica que teria empurrado o espaço para um tamanho gigantesco em uma fração de segundo antes de deixar o Universo expandir-se muito mais gradualmente sob sua própria constante cosmológica. Muito parecido com o seu famoso primo, o bóson de Higgs, o inflaton seria muito passageiro para ser diretamente observável.

 

Na verdade, foi sugerido em um ponto que a partícula de Higgs era de fato o inflaton disfarçado. Infelizmente, não era. Durante muito tempo, um bom candidato para o inflaton pareceu ser o famoso bóson de Higgs. Mas quando, em 2012, o Higgs foi finalmente observado no acelerador europeu do LHC, acabou por ser muito pesado“, disse Chrzaszcz.

 

Se a partícula de Higgs fosse responsável por fazer o espaço se inflar em um piscar de olhos, sua massa teria deixado uma assinatura na radiação de fundo. Isso significava que o inflaton provavelmente era de Higgs, mas com uma massa menor.

 

As partículas que têm características muito semelhantes, como os pequenos neutrinos fantasmas, podem alternar ou “oscilar” em diferentes formas chamadas sabores. Uma partícula de Higgs que oscilava em um inflaton teria dado aos físicos dois pelo preço de um quando foi descoberto em 2012.

 

Para detectar essas formas de troca de partículas de piscar de olhos, os físicos precisariam assistir a uma sequência específica de partículas à medida que se deterioravam em um outro após uma colisão no Large Hadron Collider. Especificamente, uma partícula chamada méson às vezes decai em um méson K + chamado káon mais uma partícula de Higgs. Se a partícula de Higgs oscilasse em um inflaton, decairia em um par de partículas elementares chamadas múon e anti-múon.

 

Dependendo da frequência com que ocorre essa oscilação, esse padrão de decaimento de mês + B varia. Na nossa análise, procuramos decadências de até 99% dos valores possíveis deste parâmetro – e não encontramos nada. Podemos, portanto, dizer com grande certeza que o inflaton leve simplesmente não existe“, disse Chrzaszcz.

Higgs ainda pode ser encontrado oscilando em um inflaton em que 1% restante de valores, e futuras análises em dados mais recentes, querem detecta-lo ou descartá-lo. Há também a possibilidade de que seja muito mais pesado do que o previsto, ou não se comportar como os físicos pensam.

 

Ou, talvez, não exista. O que nos mandaria de volta ao papel, perguntando por que, quando olhamos para o céu, o cenário do universo parece tão incrivelmente suave.

Physical Review / Science Alert ] [ Foto: Reprodução / Science Alert ]