Antimatéria no espaço reacende interesse na matéria escura

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/09/2014

Apesar de mostrar comportamentos muito diferentes dos pósitrons e elétrons, quando os dados são combinados eles revelam uma linha única suave e crescente, um resultado intrigante, para o qual ainda não há explicações.
[Imagem: M. Aguilar et al. - 10.1103/PhysRevLett.113.121102]

Elétrons e antielétrons

A equipe do Espectrômetro Magnético Alfa (AMS-2 - Alpha Magnetic Spectrometer-2), um detector bilionário a bordo da Estação Espacial Internacional, apresentou novos dados confirmando o excesso de antielétrons, ou pósitrons, entre os raios cósmicos.

Os dados confirmam os resultados iniciais, anunciados no início do ano passado, e ampliam a precisão das medições dos elétrons e dos pósitrons vindos do espaço - entre os chamados raios cósmicos.

O fluxo de pósitrons é significativamente diferente do fluxo de elétrons acima dos 30 GeV, o que sugere que pósitrons e elétrons têm uma origem diferente, conforme já vinha sendo sugerido por diversos outros experimentos.

Os espectros de energia mostram comportamentos dos pósitrons e elétrons muito diferentes em diferentes energias.

Contudo, quando são combinados, eles formam uma linha única suave e crescente, um resultado intrigante, para o qual ainda não há explicações.

Partículas de matéria escura

Os modelos astrofísicos mais aceitos sobre as colisões de partículas interestelares preveem que a fração de pósitrons em relação aos elétrons deveria diminuir com o aumento da energia. Mas todos os experimentos feitos até agora documentaram uma elevação, desafiando as teorias vigentes.

Uma possível explicação para esta diferença é que os pósitrons estariam sendo criados em aniquilações entre as hipotéticas partículas que formam a matéria escura - uma das teorias propõe que a matéria escura é formada por uma partícula chamada WIMP (Weakly Interacting Massive Particles, partículas maciças fracamente interativas), que se chocariam umas com as outras formando pares elétrons-pósitrons.

Contudo, a equipe afirma que serão necessários dados com maior energia para definir se essa diferença entre matéria e antimatéria é gerada pela matéria escura ou por outras fontes, como pulsares, por exemplo.

Se forem descartadas outras fontes, os dados seriam compatíveis com partículas de matéria escura com massas da ordem de 1 TeV (tera-elétron Volt) - cerca de 1.000 vezes a massa do próton.

Isto está sendo aclamado como um marco importante pelos astrofísicos, devido aos contínuos fracassos na busca pela matéria escura, o que tem feito alguns deles pensarem em simplificar as teorias em busca de comprovação, enquanto outros propõem explicações baseadas em sabores misturados e evaporação quântica.

O AMS-2 registrou 41 bilhões de eventos, identificando 580.000 pósitrons e 9,2 milhões de elétrons, em faixas de energia que vão aos 500 GeV para os pósitrons e 700 GeV para os elétrons.

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