Investigadores delineiam nova abordagem na procura de matéria escura através do futuro projecto de investigação DUNE
Espaço de parâmetros e contornos de energia cinética para os oito diferentes processos DM IND que surgem na mesogênese. Crédito:Cartas de revisão física (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.081002 Um pesquisador da Colorado State University desenvolveu uma abordagem potencial para identificar e compreender a matéria escura usando os gigantescos detectores de partículas que serão construídos em breve no Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE).
Um artigo recém-publicado em Physics Review Letters do professor assistente Joshua Berger e parceiro da Universidade do Texas em Austin descreve sinais únicos que poderiam ser produzidos se uma determinada classe de partículas interagisse com núcleos atômicos. Especificamente, eles estão procurando a grande quantidade – pelos padrões da física de partículas – de energia liberada quando a matéria escura atinge um próton e o destrói.
Essa libertação de energia poderá ser visível com o conjunto de detectores DUNE de grande escala e altamente sensíveis que deverão entrar em funcionamento em 2028. Se a sua abordagem puder ajudar a identificar essas interacções, as descobertas informariam a natureza da matéria escura – o as- componente ausente ainda não descoberto no universo.
Berger disse que a matéria escura é uma substância que parece constituir a maior parte da massa e da energia do universo. Embora os investigadores ainda não tenham conseguido ver esta matéria ou as suas interações, eles sabem que ela existe devido à sua atração gravitacional, que parece ser fundamental na forma como as galáxias se formam, organizam e se expandem. Berger disse estar esperançoso de que os detectores do DUNE serão capazes de captar evidências de matéria escura de uma forma que não era possível anteriormente usando sua teoria.
"Tudo o que sabemos sobre a física do universo aponta para cerca de 85% da matéria sendo escura. No entanto, nenhuma luz é refletida nela, então você não pode 'vê-la', e nenhuma das partículas conhecidas parece constituir esta matéria – nada está suficientemente escuro”, disse Berger. "Queremos saber o que torna esta matéria escura diferente da matéria que constitui você, eu e tudo o que podemos ver no universo. Estamos falando sobre a construção de uma melhor compreensão dos blocos de construção fundamentais do universo."
Embora Berger esteja interessado na matéria escura, a experiência DUNE deverá ajudar a responder a muitas outras questões cósmicas decididamente enormes.
Dirigido pelo Fermilab do Departamento de Energia, o projeto visa principalmente desvendar os mistérios dos neutrinos, que estão presentes em todos os lugares. Quando concluída, a instalação acompanhará o progresso dos neutrinos transmitidos de Illinois através da Terra para uma instalação de detecção subterrânea em Dakota do Sul, a cerca de 1.300 quilômetros de distância. Crédito:Fermilab Compreender e acompanhar o progresso dessas partículas inofensivas de um ponto a outro através da matéria ajudará os pesquisadores a realizar o sonho de Albert Einstein de unificação de forças, observar neutrinos emergindo de uma estrela em explosão ou compreender melhor a formação de estrelas ou buracos negros.
A colaboração DUNE inclui mais de 1.400 cientistas e engenheiros de mais de 200 instituições em 36 países. A produção em massa dos seus componentes já começou e os testes das tecnologias subjacentes a ambos os detectores estão em andamento.
