Algo no Universo está criando mais massa do que podemos detectar diretamente. Sabemos que está lá por causa de seu efeito gravitacional nas coisas que podemos detectar; mas não sabemos o que é ou como chegou aqui.
Chamamos essa massa invisível de “matéria escura”, e os físicos acabaram de identificar uma partícula que poderia estar por trás dela.
O candidato culpado é uma partícula subatômica recentemente descoberta chamada hexaquark da estrela-d. E na escuridão primordial após o Big Bang, poderia ter se unido para criar matéria escura.
Por quase um século, a matéria escura deixou os astrônomos perplexos. Foi notado pela primeira vez nos movimentos verticais das estrelas, o que sugeria que havia mais massa ao seu redor do que aquilo que podíamos ver.
Agora também podemos ver o efeito da matéria escura em outras dinâmicas – nas lentes gravitacionais, por exemplo, em que a luz se curva em torno de objetos maciços, como aglomerados de galáxias; e a rotação externa dos discos galácticos, que é rápida demais para ser explicada pela massa visível.
Até agora, a matéria escura se mostrou impossível de detectar diretamente, pois não absorve, emite nem reflete nenhum tipo de radiação eletromagnética. Mas seu efeito gravitacional é forte – tão forte que até 85% da matéria em nosso Universo pode ser matéria escura.
Os cientistas gostariam muito de chegar ao fundo do mistério da matéria escura. Não é apenas porque eles são muito curiosos – descobrir o que é a matéria escura pode nos dizer muito sobre como nosso Universo se formou e como funciona.
Se a matéria escura realmente não existir, isso significaria que há algo muito errado com o modelo padrão da física de partículas que usamos para descrever e entender o Universo.
Houve vários candidatos à matéria escura apresentados ao longo dos anos, mas ainda não parecemos estar mais perto de encontrar uma resposta. É aqui que o hexaquark da estrela-d – mais formalmente, d * (2380) – entra em cena.
“A origem da matéria escura no Universo é uma das maiores questões da ciência e que, até agora, deixou um espaço em branco”, explicou o físico nuclear Daniel Watts, da Universidade de York, no Reino Unido.
“Nossos primeiros cálculos indicam que os condensados ??das estrelas-d são um novo candidato possível para a matéria escura. Esse novo resultado é particularmente interessante, pois não requer conceitos novos para a física”.
Quarks são partículas fundamentais que geralmente se combinam em grupos de três para formar prótons e nêutrons. Coletivamente, essas partículas de três quarks são chamadas de bárions, e a maior parte da matéria observável no Universo é feita delas. Você é bariônico. Então é o sol. E os planetas e poeira espacial.
Quando seis quarks se combinam, isso cria um tipo de partícula chamada dibaryon, ou hexaquark. Na verdade, não observamos muitos deles. O hexaquark d-star, descrito em 2014, foi a primeira detecção não trivial.
Os hexaquarques de estrela D são interessantes porque são bósons, um tipo de partícula que obedece às estatísticas de Bose-Einstein, uma estrutura para descrever como as partículas se comportam. Nesse caso, significa que a coleção de hexaquarques da estrela-d pode formar algo chamado condensado de Bose-Einstein.
Também conhecido como o quinto estado da matéria, esses condensados ??se formam quando um gás de baixa densidade de bósons é resfriado até um pouco acima do zero absoluto. Nesse estágio, os átomos no gás vão de sua oscilação e oscilação regulares para bastante calmo – o estado quântico mais baixo possível.
Se esse gás de hexaquarques de estrela-d estivesse flutuando no início do Universo, enquanto esfriava na sequência do Big Bang, de acordo com a modelagem da equipe, ele poderia se unir para formar condensados ??de Bose-Einstein. E esses condensados ??podem ser o que chamamos agora de matéria escura.
Obviamente, tudo isso é altamente teórico, mas quanto mais candidatos à matéria escura encontramos – e confirmamos ou descartamos – mais próximos estamos de identificar o que é matéria escura. E você não está morrendo de vontade de saber?
Então, há mais trabalho a ser feito aqui. A equipe está planejando procurar hexaquarques em estrela no espaço e testar seu trabalho atual para ver se eles podem quebrá-lo. Eles também estão planejando realizar mais trabalhos em hexaquarques em estrela-d no laboratório.
“O próximo passo para estabelecer esse novo candidato à matéria escura será obter uma melhor compreensão de como as estrelas-d interagem – quando elas se atraem e quando se repelem”, disse o físico da Universidade de York Mikhail Bashkanov.
“Estamos liderando novas medidas para criar estrelas-d dentro de um núcleo atômico e ver se suas propriedades são diferentes de quando estão no espaço livre”.
Publicado em 08/03/2020 07h39
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