p Agora que eles identificaram o bóson de Higgs, os cientistas do Grande Colisor de Hádrons têm como objetivo um alvo ainda mais evasivo. p Tudo ao nosso redor é matéria escura e energia escura - a coisa invisível que une a galáxia, mas que ninguém foi capaz de detectar diretamente. "Nós sabemos com certeza que existe um mundo escuro, e há mais energia nisso do que na nossa, "disse LianTao Wang, um professor de física da Universidade de Chicago que estuda como encontrar sinais em grandes aceleradores de partículas como o LHC.

p Wang, junto com cientistas da Universidade e do Fermilab afiliado à UChicago, acho que eles podem nos levar a seus rastros; em um artigo publicado em 3 de abril em Cartas de revisão física , eles estabeleceram um método inovador para perseguir a matéria escura no LHC, explorando a velocidade ligeiramente mais lenta de uma partícula em potencial.

p Enquanto o mundo escuro representa mais de 95 por cento do universo, os cientistas só sabem que ele existe por seus efeitos - como um poltergeist, você só pode ver quando ele empurra algo de uma prateleira. Por exemplo, sabemos que existe matéria escura porque podemos ver a ação da gravidade sobre ela - ajuda a evitar que nossas galáxias se separem.

p Os teóricos acham que existe um tipo particular de partícula escura que apenas ocasionalmente interage com a matéria normal. Seria mais pesado e duraria mais do que outras partículas conhecidas, com uma vida útil de até um décimo de segundo. Algumas vezes em uma década, pesquisadores acreditam, essa partícula pode ser apanhada nas colisões de prótons que o LHC está constantemente criando e medindo.

p "Uma possibilidade particularmente interessante é que essas partículas escuras de vida longa sejam acopladas ao bóson de Higgs de alguma forma - que o Higgs seja na verdade um portal para o mundo escuro, "disse Wang, referindo-se à última partícula resistente na grande teoria dos físicos de como o universo funciona, descoberto no LHC em 2012. "É possível que o Higgs possa realmente se decompor nessas partículas de vida longa."

p O único problema é separar esses eventos do resto; há mais de um bilhão de colisões por segundo no LHC de 27 quilômetros, e cada um deles envia joio subatômico em todas as direções.

p Wang, Jia Liu, colega de pós-doutorado da UChicago, e o cientista do Fermilab Zhen Liu (agora na Universidade de Maryland) propuseram uma nova maneira de pesquisar explorando um aspecto particular de uma partícula escura. "Se for assim tão pesado, custa energia para produzir, então seu momento não seria grande - ele se moveria mais lentamente do que a velocidade da luz, "disse Liu, o primeiro autor do estudo.

p Esse atraso de tempo o separaria de todo o resto das partículas normais. Os cientistas precisariam apenas ajustar o sistema para procurar partículas que são produzidas e então decaem um pouco mais lentamente do que tudo o mais.

p A diferença é da ordem de um nanossegundo - um bilionésimo de segundo - ou menor. Mas o LHC já possui detectores sofisticados o suficiente para detectar essa diferença; um estudo recente usando dados coletados na última execução e descobriu que o método deve funcionar, além disso, os detectores ficarão ainda mais sensíveis como parte da atualização que está em andamento.

p "Antecipamos que esse método aumentará nossa sensibilidade a partículas escuras de vida longa em mais de uma ordem de magnitude - ao usar os recursos que já temos no LHC, "Liu disse.

p Experimentalistas já estão trabalhando para construir a armadilha:quando o LHC voltar a funcionar em 2021, depois de aumentar sua luminosidade em dez vezes, todos os três principais detectores estarão implementando o novo sistema, os cientistas disseram. "Achamos que tem um grande potencial de descoberta, "Liu disse.

p "Se a partícula está lá, só temos que encontrar uma maneira de desenterrá-lo, "Disse Wang." Normalmente, a chave é encontrar a pergunta a fazer. "