Supercomputador descreve partícula candidata à matéria escura

Há um consenso de que aproximadamente 95% do Universo e tudo que o compõe é feito de matéria escura (ou energia escura).No entanto, por meio do Modelo Padrão de Física de partículas ninguém ainda pôde explicar o que ela é de verdade. Mas, parece que o mistério pode estar chegando ao fim, de acordo com um estudo publicado na revista Nature.

Nele, cientistas na Alemanha disserem ter usado um supercomputador para escrever um esboço da partícula que tem o potencial para formar a matéria escura, o áxion – uma partícula hipotética considerada principal candidata ao cargo de matéria escura, segundo informações da Science Alert.

O peso recentemente estimado para um áxion é 10 bilhões de vezes menor do que um elétron. A informação, finalmente, dá aos cientistas algo concreto para continuar a busca pela solução da matéria escura. Segundo os pesquisadores, ela pode até mesmo ajudar a detectar evidências diretas de potenciais candidatos.

Segundo Andreas Ringwald, do Deutsches Elektronen-Synchrotron, para encontrar esse tipo de evidência, primeiro é necessário saber que tipo de massa estamos procurando. “Caso contrário, a busca poderia levar décadas, porque seria preciso realizar varreduras de longo alcance”, disse. Então, Ringwald e sua equipe decidiram se concentrar nos áxions, porque acredita-se que sejam os principais candidatos e porque ainda não haviam sido pesados. 

Basicamente, pensa-se que a forma desconhecida da matéria escura do Universo possa ser composta de poucas partículas muito pesadas, ou muitas de uma versão bem mais leve – e os áxions se encaixam nesta última teoria.

Hipoteticamente tidos como de baixa massa, essas partículas de movimento lento não têm carga e interagem muito fracamente com qualquer outra matéria. Isso faz com que sejam difíceis de detectar. No entanto, o fato de que são capazes de interagir com outras matérias significa que podemos detectá-los apenas se utilizarmos o equipamento certo, além, é claro, se soubermos onde procurar.

Elas surgiram como candidato principal em razão de uma extensão da cromodinâmica quântica, uma teoria que é considerada governar a força nuclear forte – uma das quatro forças fundamentais do nosso Universo. Logo, a cromodinâmica quântica prediz a existência de uma partícula de interação muito débil cuja massa depende da força das flutuações quânticas no tecido do espaço-tempo. Basicamente, é como encontrar uma agulha em um palheiro em uma escala quântica.

Então, é aí que o supercomputador JUQUEEN (BlueGene/Q) entra, quando a equipe precisava de algo que pudesse lidar com os números de variáveis mentais necessárias para calcular o perfil de um áxion. O computador previu que, se os áxions de fato constituíssem a maior parte da matéria escura, deveriam ter uma massa de 50 a 1500 micro-elétron-volts. Ou seja, 10 bilhões de vezes mais leves do que um elétron.

Isso significa que, considerando que a matéria esteja espalhada de forma uniforme por todo o Universo, cada centímetro cúbico dele contaria, em média, com 10 milhões de áxions. Porém, a matéria escura não parece se espalhar dessa forma e isso sugere que a região em que nos localizamos na Via Láctea pode conter cerca de 1 trilhão de áxions por centímetro cúbico.

Agora, os pesquisadores esperam poder ter reduzido a extensão da busca, uma vez que a teoria da existência dos áxions seja provada ou refutada. De acordo com Zoltán Fodor, um dos membros da equipe, da Universidade de Wuppertal, na Alemanha, os resultados apresentados “provavelmente levarão a uma corrida para descobrir a existência das partículas”.

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