Cálculos para o novo modelo de matéria escura desenvolvido na Universidade de Mainz. Crédito:Michael Baker, JGU
Apenas uma pequena parte do universo consiste em matéria visível. De longe, a maior parte é invisível e consiste em matéria escura e energia escura. Muito pouco se sabe sobre a energia escura, mas existem muitas teorias e experiências sobre a existência de matéria escura destinadas a encontrar essas partículas ainda desconhecidas. Cientistas da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU), na Alemanha, apresentaram agora uma nova teoria sobre como a matéria escura pode ter se formado logo após a origem do universo. Este novo modelo propõe uma alternativa ao paradigma WIMP que é objeto de vários experimentos nas pesquisas atuais.
A matéria escura está presente em todo o universo, formando galáxias e as maiores estruturas conhecidas no cosmos. Constitui cerca de 23 por cento do nosso universo, Considerando que as partículas visíveis para nós que compõem as estrelas, planetas, e mesmo a vida na Terra representa apenas cerca de quatro por cento dela. A suposição atual é que a matéria escura é uma relíquia cosmológica que permaneceu essencialmente estável desde sua criação. "Nós questionamos essa suposição, mostrando que no início do universo a matéria escura pode ter sido instável, "explicou o Dr. Michael Baker do grupo Theoretical High Energy Physics (THEP) no JGU Institute of Physics. Esta instabilidade também indica a existência de um novo mecanismo que explica a quantidade observada de matéria escura no cosmos.
A estabilidade da matéria escura é geralmente explicada por um princípio de simetria. Contudo, em seu papel, O Dr. Michael Baker e o Prof. Joachim Kopp demonstram que o universo pode ter passado por uma fase em que essa simetria foi quebrada. Isso significaria que é possível que a partícula de matéria escura hipotética se decomponha. Durante a transição de fase eletrofraca, a simetria que estabiliza a matéria escura teria sido restabelecida, permitindo que continue a existir no universo até os dias atuais.
No novo modelo de matéria escura, a partícula de Higgs tem propriedades diferentes das do modelo padrão da física de partículas. A figura mostra a energia da partícula de Higgs em função dos parâmetros do modelo. Crédito:Michael Baker, JGU
Com sua nova teoria, Baker e Kopp introduziram um novo princípio no debate sobre a natureza da matéria escura que oferece uma alternativa para a teoria WIMP amplamente aceita. Até agora, WIMPs, ou partículas massivas de interação fraca, foram considerados os componentes mais prováveis da matéria escura, e experimentos envolvendo detectores subterrâneos fortemente blindados foram realizados para procurá-los. "A ausência de quaisquer sinais convincentes nos fez começar a procurar alternativas para o paradigma WIMP, "disse Kopp.
Os dois físicos afirmam que o novo mecanismo que propõem pode estar relacionado com o aparente desequilíbrio entre matéria e antimatéria no cosmos e pode deixar uma marca que seria detectada em futuros experimentos com ondas gravitacionais. Em seu artigo publicado na revista científica Cartas de revisão física , Baker e Kopp também indicam as perspectivas de encontrar provas de seu novo princípio no acelerador de partículas LHC do CERN e em outras instalações experimentais.
