Os portais misturam ou conectam as partículas do setor escuro com as partículas do modelo padrão. Através dos portais é possível explorar as partículas do setor escuro usando as partículas do Modelo Padrão. Os portais desempenham um papel básico e crítico no estudo das partículas do setor escuro, tanto teórica quanto experimentalmente. Crédito:IBS
Era uma vez, o Universo era apenas uma sopa quente de partículas. Naqueles dias, junto com partículas visíveis, outras partículas para nós ocultas ou escuras podem ter se formado. Bilhões de anos depois, os cientistas catalogaram 17 tipos de partículas visíveis, com o mais recente sendo o bóson de Higgs, criando o 'Modelo Padrão'. Contudo, eles ainda estão lutando para detectar as partículas ocultas, os que constituem o setor escuro do Universo.
Cientistas do Centro de Física Teórica do Universo, dentro do Institute for Basic Science (IBS) propuseram um portal hipotético que conecta duas possíveis partículas do setor escuro; sua pesquisa pode abrir uma nova perspectiva para a compreensão obscura do setor escuro. Publicado em Cartas de revisão física , este estudo tem implicações na cosmologia e na física das astropartículas.
Os físicos têm muitas idéias sobre a aparência dessas partículas do setor escuro. Um candidato é o axion, que é uma partícula muito leve que pode resolver alguns problemas teóricos do Modelo Padrão. Outro candidato é o fóton escuro:uma partícula muito leve que compartilha algumas propriedades com uma das partículas do Modelo Padrão, aquele é o fóton, o constituinte da luz visível. Contudo, enquanto os fótons se acoplam à carga eletromagnética, fótons escuros acoplam-se à chamada carga escura, que pode ser transportado por outras partículas do setor escuro.
Os físicos acreditam que o setor escuro se comunica com o modelo padrão, via portais. Por exemplo, um portal vetorial permitiria a mistura entre fótons e fótons escuros. E, um portal de axion conecta axions e fótons. Existem apenas vários portais possíveis que os físicos identificaram, e cada portal é uma ferramenta importante em estudos teóricos e experimentais em busca de partículas do setor escuro. Uma equipe de cientistas IBS, hipotetizaram a existência de um novo portal que eles chamaram de "portal do axion escuro" que conecta fótons e axions escuros.
O novo quark pesado é um componente essencial de muitos modelos de axion. Se esta partícula tiver cargas eletromagnéticas e escuras, um axião pode interagir com o fóton e o fóton escuro simultaneamente através do quark pesado. Enquanto a pesquisa de matéria escura do axião atual é baseada no acoplamento axião - fóton - fóton, o novo acoplamento axião - fóton - fóton escuro pode fornecer novos esquemas de pesquisa para matéria escura. Crédito:IBS
A ideia central do portal do axião escuro é baseada na observação de que novos quarks pesados também podem ter uma carga escura que se acopla ao fóton escuro. Através dos quarks pesados, axion, fóton, e o fóton escuro pode interagir um com o outro.
Cientistas do IBS imaginam que o portal dark axion poderia trazer ideias para novos experimentos. Até aqui, a busca axion foi realizada usando apenas o portal axion, que conecta o axião a um par de fótons (acoplamento axion-fóton-fóton). De forma similar, a pesquisa de fóton escuro foi realizada usando um portal diferente, ou seja, um portal de vetores, o que permite uma pequena mistura entre o fóton escuro e o fóton. O portal do axion escuro poderia ligar os dois:"O portal do axion escuro sugere a primeira conexão significativa entre os dois físicos, que foram estudados separadamente:Ele conecta os pontos. Isso permitirá a reinterpretação dos dados anteriores, e, potencialmente, fazer um avanço nas pesquisas de axião e fóton escuro, "explica LEE Hye-Sung, autor correspondente do artigo.
