A busca pela compreensão da matéria escura, que constitui cerca de 85% da massa do universo, tem sido um desafio persistente para a comunidade científica.
O Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior acelerador de partículas do mundo, tem desempenhado um papel fundamental nesse esforço.
No entanto, os resultados recentes de uma pesquisa que utilizou dados do ATLAS – um detector criado para registrar colisões de partículas de alta energia no LHC – indicam que a tradicional busca por partículas conhecidas como WIMPs (Partículas Massivas Interagentes Fracamente) pode não ser frutífera (ATLAS, 2023).
As WIMPs – anteriormente consideradas a principal teoria para matéria escura – são partículas que interagem fracamente com a matéria normal, exceto gravitacionalmente.
Entretanto, as buscas no LHC não forneceram evidências concretas para a existência dessas partículas.
Diante disso, cientistas liderados pelo professor Deepak Kar e sua colega Sukanya Sinha, propõem uma abordagem alternativa.
A nova pesquisa focou em modelos que exploram a possibilidade de interações mais fortes entre a matéria escura e algumas partículas no Modelo Padrão, a estrutura que descreve as partículas conhecidas e suas interações.
Esses modelos consideram partículas teóricas, como quarks escuros e glúons escuros, que agiriam como equivalentes sombrios dos quarks e glúons presentes no Modelo Padrão.
O método de busca desenvolvido por Kar e Sinha se concentra em observar colisões de alta energia entre prótons no LHC.
Quando esses prótons colidem, produzem jatos de partículas subatômicas, sendo alguns desses jatos denominados “semi-visíveis”.
A hipótese dos pesquisadores é a de que esses jatos semi-visíveis podem ser compostos não apenas por partículas comuns, mas também por partículas provenientes da matéria escura.
Se algum desequilíbrio de energia for detectável, isso então revelaria a presença de partículas escuras não visíveis.
Os resultados da pesquisa, publicados na revista Physics Letters B, apresentaram a proposta, mas ainda não revelaram evidências desses jatos semi-visíveis.
No entanto, os resultados desse trabalho estabelecem limites superiores para as propriedades das partículas escuras teóricas, fornecendo orientações valiosas para experimentos futuros.
Essa abordagem inovadora, baseada em jatos semi-visíveis, contribui para o refinamento das estratégias de busca, oferecendo novas perspectivas na compreensão de um dos maiores enigmas do universo.
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Referências
ATLAS COLLABORATION et al. Search for non-resonant production of semi-visible jets using Run~ 2 data in ATLAS. arXiv preprint arXiv:2305.18037, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 3 dez 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. LHC pode estar gerando matéria escura em seus jatos de partículas. Ciência Mundo, dez 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
