Um grupo de físicos italianos conduz uma ambiciosa pesquisa em busca de uma “força negra” da natureza que, caso seja encontrada, abrirá portas para um vasto, desconhecido e invisível reino do Universo.
O Universo como o conhecemos possui cerca de um décimo de todas as coisas que pairam por aí. Todo o resto é invisível ou, pelo menos, impossível de detectar – exceto os efeitos da sua gravidade na fração de material que somos capazes de ver.
Os cientistas apelidam essa “força negra” de material escuro do setor ausente – classe de partículas energéticas e massivas que aparentemente existem em algum lugar, mas que não interagem com a matéria luminosa (aquela que nos compõe e que somos capazes de ver).
Um novo e ambicioso projeto do Instituto Nacional de Física Nuclear, na Itália, tentará desbloquear todo esse material escuro através de um fóton escuro teórico – uma versão dos fótons normais que carregam a luz aplicada à matéria escura – como chave.
E, se o verdadeiro fóton escuro for encontrado, fornecerá evidências para a quinta força do Universo – o que seria uma notícia incrível para a Física e para a Ciência.
A procura pela matéria escura é um assunto já abordado na Física. No entanto, a nova experiência procura descobrir se a massa escura interage com a matéria regular através de uma espécie de “mensageiro” de partículas escuras.
“Se encontrarmos essa força, o paradigma que temos agora mudará completamente. A descoberta abriria todo um novo mundo e ajudaria a entender as partículas e as forças que compõem o setor escuro”, disse o pesquisador Mauro Raggi, da Universidade Sapienza de Roma, em declarações ao The Guardian.
Antimatéria vs Diamante
Para encontrar a quinta força, os físicos planejam bombardear um fragmento de diamante (conhecido com diamond wafer) com um feixe de partículas de antimatéria, os pósitrons – a antimatéria “prima” dos elétrons. O instrumento utilizado para a experiência é conhecido como Padme – Positron Annihilation into Dark Matter Experiment.
Em circunstâncias normais, quando pósitrons e elétrons chocam entre si acabam por se aniquilar, dando origem a um par de fótons regulares. No entanto, se os fótons escuros existirem realmente, a colisão deverá produzir, de vez em quando, apenas um fóton regular. Ou seja, em vez de a interação produzir dois fótons regulares, deveriam surgir lado a lado um fóton escuro e um fóton normal.
Em declarações ao Physics World, os cientistas disseram que esperam que o feixe de pósitrons utilizado no Padme colida com elétrons suficientes do diamante de forma a originar um fóton escuro.
No entanto, e mesmo que a experiência seja bem sucedida, o Padme não será capaz de detectar o fóton escuro diretamente. Em vez disso, o fóton desaparecido servirá como prova.
Uma aniquilação elétron-pósitron capaz de produzir um fóton escuro será identificada no Padme como uma parte da energia que desapareceu, porque já teria passado para o setor escuro da matéria.
Se tudo isso acontecer, os físicos esperam conseguir confirmar e medir a massa do fóton escuro – pois, ao contrário dos fótons regulares, os escuros têm matéria. A confirmação não seria só a evidência de uma nova partícula, mas também de toda uma força completamente nova.
No Universo luminoso existem 4 forças, entre as quais: a eletromagnética, que transporta energia luminosa e liga átomos a outros átomos (e garante que não caiamos de uma cadeira, por exemplo); a força forte, que mantém as partículas dentro dos átomos juntas; a força fraca, que faz com que os átomos caiam e se decomponham e, por fim, a força gravitacional, que nos prende à Terra e orienta os movimentos do Universo.
Se confirmados os fótons escuros, eles seriam a manifestação de uma 5ª força, que ainda não está contemplada no nosso modelo atual – o eletromagnetismo escuro.
“Estamos atirando para todos os lados”, concluiu Rammi, acrescentando que, “se estamos tentando, temos pelo menos uma oportunidade de conseguir”.
Esta é desde o início uma pesquisa que se adivinha muito difícil – pesquisas realizadas anteriormente não detectaram nenhuma partícula escura. No entanto, caso os físicos consigam finalmente “flagrar” o fóton escuro, seria então o momento de reescrever os livros de Física.
Ciberia // ZAP
