Por quase um século, astrônomos levantaram a hipótese de que o universo contém mais matéria do que o que pode ser observado pelo olho humano. Acredita-se agora que aproximadamente 80 por cento da massa do universo é composta de um tipo de matéria que não emite luz ou energia e que os cientistas ainda são incapazes de observar diretamente, referido como matéria escura.

Embora existam agora inúmeros estudos e teorias sobre a matéria escura, ainda não há evidências experimentais diretas que sustentem sua existência. Vários físicos tentaram desenvolver métodos para detectar matéria escura no universo, no entanto, tudo isso não teve sucesso até agora.

Nas ultimas decadas, pesquisadores começaram a se perguntar como a matéria escura poderia ser detectada, especialmente considerando que ele consiste em partículas que são muito mais leves do que os prótons. Um modelo que ganhou bastante atenção é aquele que considera a matéria escura como uma partícula que tem uma carga muito pequena sob o eletromagnetismo normal.

Inspirando-se neste modelo, pesquisadores do SLAC National Accelerator Laboratory, na Califórnia, desenvolveram recentemente uma nova estratégia que poderia detectar diretamente a matéria escura de partícula de luz que tem interações de longo alcance com a matéria comum. A estratégia que eles criaram, apresentado em um artigo publicado em Cartas de revisão física , envolve distorcer o fluxo local de matéria escura com campos que variam no tempo e medir essas distorções usando detectores ressonantes protegidos.

"Até aqui, a maioria das idéias de como detectar partículas de matéria escura se baseia na tentativa de detectar pequenas deposições de energia da dispersão de matéria escura em um detector muito sensível, "Asher Berlin, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse a Phys.org. "Meus colaboradores e eu percebemos recentemente que existe um mecanismo de detecção alternativo:em vez de esperar que a matéria escura deposite uma pequena quantidade de energia em um detector por meio de espalhamento, é possível manipular diretamente as trajetórias de partículas individuais de matéria escura, configurar distúrbios que podem então ser medidos com detectores ressonantes muito sensíveis, semelhantes aos rádios do dia-a-dia. "

Em contraste com a maioria das estratégias de detecção de matéria escura introduzidas em estudos anteriores, a nova estratégia proposta por Berlin e seus colegas aproveita o efeito "coletivo" que muitas partículas individuais de matéria escura poderiam produzir, em vez do efeito derivado de uma única partícula de matéria escura. Como resultado, seu método de detecção se beneficia da pequena massa / momento da matéria escura clara, particularmente se comparado com técnicas que tentam medir a dispersão de matéria escura dentro de um detector, o que normalmente é muito mais desafiador se as partículas de matéria escura forem muito claras.

"Identificamos uma alternativa potencialmente promissora para detectar matéria escura semelhante a uma partícula sub-MeV sem depender da deposição de energia do espalhamento, "Berlim explicou." Neste ponto, qualquer ideia nova, incluindo o nosso, pode abrir a possibilidade de descobrir partículas de matéria escura com sucesso. "

Em seu jornal, Berlin e seus colegas teoricamente aplicaram seu novo esquema de detecção a partículas de matéria escura sub-MeV com cargas elétricas muito pequenas ou que estão acopladas a um mediador de vetor de luz. Suas análises sugerem que sua abordagem pode sondar massas de matéria escura variando entre 10MeV e abaixo de um meV, assim, potencialmente alcançando além do que as teorias anteriores e esforços de detecção alcançaram.

Embora a estratégia concebida pelos pesquisadores pareça promissora, ainda é meramente teórico. Nos próximos anos, Contudo, seu trabalho pode informar o desenvolvimento de novas ferramentas para detectar partículas de matéria escura, o que, em última análise, ajudaria a determinar a validade e as possíveis limitações de sua abordagem.

"No futuro, planejamos nos unir a experimentalistas interessados ​​em realmente construir tal detector, "Berlin disse." Também planejamos investigar idéias de detecção relacionadas para outras possíveis partículas de matéria escura que possuem diferentes tipos de interação com a matéria normal. "

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