A matéria nos cerca dia e noite em todas as suas formas - árvores, casas, mobiliário, e até mesmo o ar que respiramos. Mas, de acordo com os físicos, a matéria visível que nos é familiar pode representar apenas cerca de 20% de todo o material do universo. De acordo com a teoria atual, até 80% pode ser matéria escura. Esta afirmação é baseada em várias observações, uma delas é que estrelas e galáxias giram muito mais rápido do que fariam se houvesse apenas matéria "normal" presente no universo.

A matéria escura pode ser feita de axions

Hora extra, os cientistas desenvolveram diferentes teorias para explicar exatamente do que essa misteriosa matéria escura pode ser feita. Entre os candidatos potenciais que entram em questão estão partículas massivas ou WIMPs de interação fraca. Os pesquisadores passaram muitos anos tentando caçá-los com detectores de partículas, ainda sem sucesso. Vários anos atrás, Contudo, cientistas propuseram uma alternativa - uma classe de partículas chamadas axions, que são significativamente mais leves do que outras partículas. De acordo com a teoria, o campo dessas partículas oscila, o que significa que varia continuamente. A frequência desta oscilação é proporcional à massa das partículas, e, como isso é extremamente baixo, a frequência também deve ser baixa. Mas ninguém sabe ainda se é esse o caso. O problema é que a oscilação do campo tem tanta probabilidade de passar por um ciclo completo uma vez por ano quanto um trilhão de vezes por segundo.

Detectando áxions com a ajuda da mudança de spin nuclear

Pesquisadores da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) encontraram agora uma maneira de detectar axions com a ajuda do programa Cosmic Axion Spin Precession Experiment (CASPEr). “Estamos explorando o potencial da ressonância magnética nuclear, "explicou o professor Dmitry Budker do Instituto de Física da JGU e do Helmholtz Institute Mainz." Isso significa que podemos identificar o spin dos núcleos dentro das moléculas, ou, mais especificamente em nosso caso, dentro do isótopo de carbono C13 e hidrogênio. "A suposição básica é que a matéria escura pode influenciar o spin dos núcleos, portanto, fornecendo aos pesquisadores uma maneira de rastreá-lo. O giro, Contudo, também pode ser influenciado pelo campo magnético da Terra. Os pesquisadores usam blindagem sofisticada para suprimir o campo magnético; Contudo, mesmo a melhor blindagem em imperfeito. Os físicos devem, portanto, decidir qual proporção das mudanças de spin observadas são devidas à matéria escura e quais ao campo magnético da Terra. Isso levou a equipe de cientistas a desenvolver sua nova configuração de comagnetômetro. O princípio subjacente à técnica é o fato de que as moléculas geralmente contêm diferentes tipos de núcleos atômicos. Como os vários núcleos vão reagir ao campo magnético e à matéria escura em extensões diferentes, é possível diferenciar entre essas influências.

Uma parte da possível faixa de frequência já foi investigada

A equipe da Universidade de Mainz já vasculhou a gama de frequências de algumas oscilações por ano até 18 oscilações por hora - por enquanto, sem encontrar evidências do efeito da matéria escura. "É como procurar um anel perdido em um vasto jardim, "disse Budker." Já revistamos parte do jardim, portanto, agora sabemos que é aqui que o anel - o áxion - não pode ser encontrado. Isso nos permitiu reduzir consideravelmente o intervalo em que esperamos encontrar o áxion, e agora podemos concentrar nossa pesquisa em outros intervalos. "