Físicos da Universidade do Texas em Austin encontraram uma resposta para uma das questões mais desconcertantes da física:por que ainda resta matéria regular no universo?

A resposta deles é que uma partícula hipotética, chamada áxion, não era tão pesada quanto se pensava anteriormente. Os áxions mais leves atuariam como menos catalisadores, permitindo que mais matéria sobrevivesse ao universo primitivo. “A razão pela qual temos matéria no Universo tem a ver com algum decaimento exótico desta partícula semelhante a um áxion”, disse Peter Graham, professor assistente de física na Universidade do Texas em Austin. “Nosso cálculo foi que o áxion era leve o suficiente para produzir um pouco dessa decadência e permitir que matéria suficiente sobrevivesse”.

Os áxions são partículas elementares hipotéticas que foram previstas como uma solução para o problema do CP forte, o que é um quebra-cabeça teórico sobre por que não há momento de dipolo elétrico nos nêutrons. A teoria de Peccei-Quinn oferece uma resposta, sugerindo que os áxions existem e eram muito pesados ​​no início do universo, agindo como catalisadores para transformar matéria em energia.

Depois que o universo esfriasse, alguns áxions decairiam e liberariam a matéria que eventualmente formaria estrelas e galáxias. Porém, se os áxions fossem muito pesados, não teria havido liberação suficiente dessa matéria, o que significa que provavelmente não sobraria matéria suficiente hoje para formar estrelas e galáxias.

O trabalho realizado pela equipe da Universidade do Texas mostrou que os áxions provavelmente tinham a massa certa para atuar como catalisadores, mas não tanto para destruir a matéria. Eles usaram dados do Large Hadron Collider, que coleta informações sobre o universo desde 2009, bem como dados de observações astrofísicas de áxions.

Graham e seus colegas mostraram que o áxion que resolve o problema do CP forte não viola os limites experimentais atuais. Eles também propuseram uma nova maneira de detectar a partícula áxion.

“A próxima fronteira de descoberta provavelmente envolverá a busca por esses áxions”, disse Graham. "Estaríamos caçando a fonte da matéria."

O artigo foi publicado na revista Physical Review Letters.