Desde a década de 1970, astrônomos e físicos têm reunido evidências da presença de matéria escura no universo:uma substância misteriosa que se manifesta por meio de sua atração gravitacional. Contudo, apesar de muito esforço, nenhuma das novas partículas propostas para explicar a matéria escura foi descoberta. Em uma resenha publicada em Natureza esta semana, os físicos Gianfranco Bertone (UvA) e Tim Tait (UvA e UC Irvine) afirmam que é chegada a hora de ampliar e diversificar o esforço experimental, e incorporar pesquisas astronômicas e observações de ondas gravitacionais na busca pela natureza da matéria escura.

Nas últimas três décadas, a busca por matéria escura concentrou-se principalmente em uma classe de candidatas a partículas conhecidas como partículas massivas de interação fraca (ou WIMPs). Os WIMPs apareceram por um longo tempo como um candidato perfeito à matéria escura, pois seriam produzidos na quantidade certa no início do universo para explicar a matéria escura, ao mesmo tempo que podem aliviar alguns dos problemas mais fundamentais da física das partículas elementares, como a grande discrepância entre a escala de energia das interações fracas e a das interações gravitacionais.

Sem pedra sobre pedra

Embora essa solução natural pareça uma ideia muito boa, nenhuma das muitas estratégias experimentais realizadas para pesquisar WIMPs encontrou evidências convincentes de sua existência. Em seu jornal, Bertone e Tait argumentam que, portanto, é hora de entrar em uma nova era na busca pela matéria escura - uma era em que os físicos ampliam e diversificam o esforço experimental, saindo como eles dizem "nenhuma pedra sobre pedra".

O que torna o momento atual propício para uma busca tão ampla é que vários métodos de busca para essa busca mais ampla já existem ou estão em processo de conclusão. Bertone e Tait, em particular, apontam para pesquisas astronômicas, onde pequenos efeitos nas formas das galáxias, dos halos de matéria escura ao seu redor, e da luz gravitacionalmente curvada em torno deles, pode ser observado para aprender mais sobre a natureza potencial da matéria escura. Além disso, eles mencionam o novo método de observação de ondas gravitacionais, realizado com sucesso pela primeira vez em 2016, como uma ferramenta muito útil para estudar buracos negros - seja como candidatos à matéria escura, ou como objetos com uma distribuição de outros candidatos de matéria escura ao seu redor. A combinação desses métodos modernos com pesquisas tradicionais em aceleradores de partículas deve dar à pesquisa de matéria escura um grande impulso em um futuro próximo.