Cientistas da Universidade de Durham e do Kings College London apresentaram uma revisão teórica em um novo estudo que apoia fortemente a busca por matéria escura axion.
A identidade da matéria escura, que compõe 85% da matéria do universo, é uma das grandes questões sem resposta da física de partículas.
Os cientistas sabem de sua existência por causa de seus efeitos de atração gravitacional em estrelas e galáxias, mas que tipo de partícula é, ainda permanece um mistério.
Os pesquisadores analisaram como os áxions podem ser descritos matematicamente e apresentaram como eles se relacionam com as simetrias fundamentais do Modelo Padrão da física de partículas.
O áxion explica por que a interação forte – a força que une quarks em prótons e nêutrons – obedece à simetria de reversão do tempo. Isso significa que, no nível subatômico, os processos causados pela forte interação pareceriam os mesmos se a direção do tempo fosse invertida.
Por que a interação forte obedece à simetria de reversão do tempo ainda é desconhecida. O áxion é uma solução popular para este mistério.
A matéria escura axion se comporta mais como um campo cobrindo o universo do que como partículas individuais. No universo primitivo, o valor do campo axion começa a oscilar para frente e para trás. A energia armazenada nessas oscilações é a matéria escura axion.
Sabe-se que a matéria escura de qualquer tipo só pode interagir muito fracamente com a luz, ou então já teria sido vista pelos cientistas. A matéria escura do Axion interage muito fracamente com a luz, mas ao observar atentamente as observações do telescópio, os pesquisadores podem ver sinais dessa interação.
Por exemplo, um fóton (uma partícula de luz) viajando através de um campo magnético teria uma pequena probabilidade de se transformar em um áxion. Este processo causaria características incomuns em observações de galáxias brilhando através de campos magnéticos.
A análise completa do estudo foi publicada na Science Advances. Um artigo de revisão complementar – “Axion Dark Matter: Como ver isso?” por Yannis Semertzidis e SungWoo Youn – mostra como o áxion pode ser detectado no laboratório em breve.
A co-autora do estudo, Dra. Francesca Chadha-Day, disse: “É um momento muito emocionante para ser um físico de áxion. Ninguém ainda sabe a identidade da matéria escura. Ao procurar diferentes possibilidades, como o áxion, esperamos um dia resolver este mistério.”
Os pesquisadores esperam que esta revisão aumente o interesse e a compreensão da física dos áxions dentro da comunidade mais ampla de físicos e cientistas.
Publicado em 27/02/2022 21h12
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