Esta imagem composta do Telescópio Espacial Hubble mostra um "anel" espectral da matéria escura no aglomerado de galáxias Cl 0024 +17. Crédito: NASA, ESA, MJ Jee e H. Ford (Johns Hopkins University)
A matéria escura - o material misterioso que é pensado para tornar-se a maior parte da matéria no universo conhecido - pode revelar-se durante a próxima década,disse um proeminente cientista prevendo.
Quando o momento chegar, ele irá resultar em "uma mudança de paradigma fundamental na física", Gianfranco Bertone, um físico com a Universidade de Amsterdã, na Holanda, disse em uma palestra sobre a matéria escura que pesquisa em uma revista Royal Society Fronteiras da conferência Astronomia em Londres em novembro.
A substância elusiva pode mostrar-se como os investigadores tinham estabelecido para testar "a existência de alguns dos mais promissores candidatos da matéria escura, com uma grande variedade de experimentos, incluindo o Grande Colisor de Hádrons (LHC) do CERN e de uma nova geração de experiências com astro partículas subterrâneas e no espaço ", disse Bertone.
O universo contém muito mais matéria do que os cientistas podem detectar atualmente. Os modelos sugerem que esta matéria invisível torna-se cerca de 85 por cento do universo, mas ninguém tem certeza do que esta matéria faltando e do que é feito. Telescópios não podem observá-lo, porque ele emite absolutamente nenhuma luz.
Até agora, a única evidência da existência de matéria escura vem dos efeitos gravitacionais que exerce sobre a matéria visível. "Nós vemos os efeitos em todas as escalas, com observações astrofísicas e cosmológicas", disse Bertone.
Mas, apesar de indícios promissores de várias experiências recentes, a caçada a verdadeira identidade de matéria escura continua.
Os candidatos principais para o material até agora permanecem restritas ao reino da teoria - que interagem fracamente partículas massivas (desistentes), acredita-se que constituem a maior parte da matéria escura, e axions, supostamente partículas muito mais leves e mais frias. Pensa-se que há um grande número de axions ao redor de tudo, e que constantemente caem sobre a Terra a partir do espaço.
A incapacidade de encontrar matéria escura em um futuro próximo implicaria que os pesquisadores podem estar no caminho errado e precisa repensar sobre a sua abordagem para o problema, disse Bertone.
Os cientistas estão mais esperançosos do que nunca de sucesso, apesar da falha de um dos detectores mais promissores, a grande experiência subterrânea o Xenon (LUX), para detectar partículas de matéria escura durante sua primeira execução de 90 dias em 2013.
LUX é um experimento de xenônio líquido criado para detectar as colisões extremamente raras entre WIMPs e matéria normal da Terra. Ele está enterrado a cerca de 1 milha (1,6 km) de profundidade em uma mina no Facility Sanford Metro de Pesquisa em South Dakota.
Em 2014, LUX va investigar a matéria escura mais do que nunca, durante uns 300 dias próximo prazo.
Além de esconder detectores subterrâneos, existem outras maneiras de procurar a misteriosa matéria escura. Por exemplo, existem detectores diretos localizados no espaço, como o Espectrômetro Magnético Alpha , que foi instalado na Estação Espacial Internacional em 2011. AMS olha para o chuveiro de radiação que partículas de matéria escura e são assumidos para produzir como eles colidem e se aniquilam. Pensa-se que esta radiação também inclui os raios gama.
Outro detector baseado no espaço é Fermi telescópio da NASA, que foi lançado em 2008. Este instrumento é a digitalização do centro da Via Láctea , onde se acredita que a matéria escura deve ser concentrado, olhando para o excesso de raios gama.
Muitos cientistas estão apostando no Grande Colisor de Hádrons . Uma vez que está instalado e funcionando novamente em 2015, ele vai retomar quebrando partículas entre si, na esperança de criar a matéria escura em laboratório.
O LHC tem como objetivo criar um tipo de matéria chamada matéria escura supersimétrico. Se o LHC encontra todas as partículas que poderiam ser a matéria escura, seus resultados serão comparados com os dados de experimentos de astro partículas.
"É bastante claro que a menos que a descrição teórica da matéria escura seja muito simples, que vai ser difícil de identificá-lo como um único tipo de experimento, enquanto que uma combinação dos dois deve fornecer informações suficientes", disse Bertone.
A ausência de matéria
A impressão deste artista anotada mostra a Via Láctea. O halo azul de material em torno da galáxia indica a distribuição esperada da misteriosa matéria escura. Crédito: ESO / L. Calçada
Embora as experiências atuais estão procurando partículas específicas que os cientistas acreditam que a matéria escura pode consistir, muitos pesquisadores permanecem abertos à possibilidade de que a matéria escura poderia ser feito de algo completamente diferente.
Também é possível que todo um zoológico de partículas compõe a matéria invisível, disse Bertone. "Muitos estudos abordam hoje a possibilidade de que a matéria escura é feita não de um, mas [de] muitas espécies de partículas."
Assim, mesmo que os cientistas não encontrar as partículas que estão atualmente procurando, isso não significa que a matéria escura não existe automaticamente.
"A única maneira de provar que a matéria escura não existe é mostrar que todos esses dados tenham sido mal interpretado, por exemplo, porque adotamos a lei da gravidade - Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein - é errado ", disse Bertone. "Apesar de muito esforço, nenhuma teoria satisfatória da gravidade existe hoje, que pode ser conciliada com todos os dados observacionais sem assumir a existência de algumas formas de matéria escura."
Teoria geral da relatividade de Einstein descreve como objetos deformam o espaço e o tempo para criar gravidade.
Mas muitos cientistas pensam que a matéria escura vai acabar mostrando a sua cara, e logo.
"Na minha opinião, a única classe mais promissora de experimentos de matéria escura ao longo da próxima década são os detectores subterrâneos - LUX, XENON-1ton, LX, e outros", disse Dan Hooper, um físico do Fermilab, em Batavia, Illinois
Os detectores "estão a ficar cada vez mais sensível, e já excluiu muitas outras formas atraente a candidatos de matéria escura . O LHC e telescópios de raios gama também são jogadores muito importantes na busca de matéria escura", acrescentou.
E, Hooper disse, o telescópio de raios gama Fermi no espaço já pode ter visto indícios de WIMPs em várias ocasiões, mais recentemente em 2013. O telescópio detectou uma luz estranha brilhando perto do centro da Via Láctea - possivelmente faíscas de raios gama de partículas de matéria escura nas extremidades de suas bordas.
"O sinal só fica cada vez mais sólido", disse ele. "Neste momento, gostaria de fazer mesmo uma aposta de que o Fermi está vendo aniquilação de matéria escura."
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