Sinal enigmático pode ser de energia escura

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/09/2021

O sinal inexplicado foi captado conforme uma partícula atingiu um átomo dentro do tanque de uma tonelada de xenônio.
[Imagem: XENON1T]

Sinal da energia escura?

Enquanto procurava por sinais da matéria escura, o observatório subterrâneo XENON1T detectou sinais enigmáticos no ano passado, para os quais os físicos não encontraram nenhuma explicação.

Agora, uma equipe da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, defende que os sinais realmente não eram indícios da matéria escura, mas sim de outra substância que vimos procurando há décadas: A energia escura, a força que faz com que o Universo esteja em expansão acelerada.

Sunny Vagnozzi e seus colegas elaboraram um modelo físico para tentar explicar os resultados do XENON1T, mostrando que eles podem ter-se originado de partículas de energia escura produzidas em uma região do Sol com fortes campos magnéticos.

É ainda uma proposta teórica, e será necessário usar futuros experimentos para confirmar essa explicação, mas a equipe afirma que este pode ser um passo importante para a detecção direta da energia escura - não é comum procurar por partículas de energia escura, com os esforços geralmente se concentrando em interações gravitacionais, o modo como a gravidade puxa os corpos celestes.

Relembrando, tudo o que nossos olhos podem ver nos céus e em nosso mundo cotidiano - de vírus a galáxias - representa menos de 5% do Universo. O resto compõe o chamado lado escuro: Cerca de 27% é matéria escura, a força invisível que mantém as galáxias coesas, enquanto 68% é energia escura, que faz com que o Universo se expanda a uma taxa acelerada.

"Apesar de ambos os componentes serem invisíveis, sabemos muito mais sobre a matéria escura, já que sua existência foi sugerida já na década de 1920, enquanto a energia escura não foi descoberta até 1998," disse Vagnozzi. "Experimentos em grande escala, como o XENON1T, foram projetados para detectar diretamente a matéria escura, procurando por sinais de matéria escura 'atingindo' a matéria comum, mas a energia escura é ainda mais elusiva."

O observatório LUX-Zeplin também poderá captar os sinais de energia escura, caso o novo modelo esteja correto.
[Imagem: SLAC]

Detecção direta de energia escura

Cerca de um ano atrás, o observatório XENON1T relatou um sinal inesperado - os físicos o chamam de "excesso" contra o ruído natural do detector -, mas que não se qualificava como nenhum dos candidato a "átomos de matéria escura".

Vagnozzi e seus colegas construíram então um modelo físico que usa um tipo de mecanismo de rastreio conhecido como "rastreio camaleão", para mostrar que partículas de energia escura produzidas nos fortes campos magnéticos do Sol poderiam explicar o sinal coletado pelo XENON1T.

"Nosso rastreio camaleão interrompe a produção de partículas de energia escura em objetos muito densos, evitando os problemas enfrentados pelos áxions solares," explicou Vagnozzi. "Ele também nos permite desacoplar o que acontece no Universo local muito denso, do que acontece nas escalas maiores, onde a densidade é extremamente baixa."

O modelo mostra o que aconteceria no detector se a energia escura fosse produzida em uma região particular do Sol, chamada taquoclina, onde os campos magnéticos são particularmente fortes. "Foi realmente surpreendente que esse excesso pudesse, em princípio, ter sido causado pela energia escura, em vez de pela matéria escura," disse Vagnozzi. "Quando as coisas se encaixam assim, é realmente especial."

Se o novo modelo estiver correto, ainda que o XENON1T e observatórios similares de matéria escura não consigam responder a questão definitiva, será de se esperar que novos sinais enigmáticos apareçam nos próximos meses e anos. E novos resultados poderão ser obtidos com observatórios maiores, ainda em construção, como o LUX-Zeplin e o PandaX-xT.

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