Fótons pesados são leves demais para explicar matéria escura

Com informações da New Scientist - 25/09/2012

O Xenon100 foi um dos experimentos que falharam em detectar a matéria escura.
[Imagem: Zina Deretsky/NSF]

Matéria sem luz

Enquanto alguns defendem que a energia escura é algo real, e não apenas teoria, a matéria escura continua merecendo o nome.

Uma equipe de cientistas acaba de concluir que a matéria escura definitivamente não é feita de luz.

Isso pode parecer óbvio - mas nem tanto.

Muitos físicos esperavam que os fótons - as partículas de luz - pudessem ajudar a desvendar a natureza dessa substância misteriosa, que forma 85% da matéria no Universo, segundo os cálculos mais recentes.

Mas Paolo Pani e seus colegas da Universidade Técnica de Lisboa, em Portugal, parecem ter obscurecido definitivamente essa esperança.

Fótons pesados

Algumas teorias indicam que "fótons pesados", versões hipotéticas das partículas sem massa mais familiares que nos iluminam, poderiam ser a matéria escura - os cientistas as chamam de graus de liberdade bosônicos ultraleves.

De acordo com essa ideia, os fótons pesados teriam uma pequena quantidade de massa, e poderiam conter uma força fundamental desconhecida, que lhes permitiria interagir apenas com fótons comuns - efetivamente escondendo-se do mundo visível.

Se fosse assim, fótons pesados que passassem perto de um buraco negro poderiam ter efeitos detectáveis.

Quando a maioria das partículas passa perto de um buraco negro, elas caem nele, para nunca mais serem vistas de novo. Como não têm massa, os fótons podem escapar desse destino se estiverem em uma trajetória bem precisa.

Mas um fóton com alguma coisa como uma "quase massa" poderia entrar em órbita de um buraco negro giratório - um quasar -, roubando-lhe uma parcela do seu momento angular.

Eventos sucessivos desse tipo diminuiriam a velocidade do buraco negro, até eventualmente fazê-lo parar.

Improbabilidade extrema

Pani e seus colegas calcularam quanto tempo levaria para que os fótons pesados brecassem de vez um buraco negro. Então eles examinaram dados das idades e das velocidades de rotação de oito buracos negros supermassivos.

A idade do buraco negro giratório mais antigo efetivamente impõe um limite superior para a massa dos elusivos fótons pesados.

Segundo os cálculos, se existissem, os fótons pesados deveriam ser mais leves do que 10^-20 eletronvolts - uma improbabilidade extrema.

Ou seja, se ainda não sabemos o que é a matéria escura, pelo menos já sabemos algo que ela não é.

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