Matéria escura pode ser uma frequência - e estamos perto de descobri-la

Cientistas acreditam que, em cerca de 15 anos, finalmente conseguiremos detectar a matéria escura, graças a um novo detector que funciona como um “rádio cósmico” 

Imagem via NASA

Esse dispositivo foi criado para captar a frequência de partículas misteriosas chamadas áxions, que podem ser a chave para entender a matéria escura, um dos maiores enigmas do universo. Com materiais e tecnologias avançadas já prontos, os pesquisadores dizem que agora é só uma questão de aumentar o tamanho do detector, ajustar a precisão e ter paciência.

Um Novo Detector para Encontrar a Matéria Escura

Os cientistas desenvolveram um detector inovador, apelidado de “rádio cósmico”, que pode ajudar a identificar a matéria escura nos próximos 15 anos. O estudo, publicado em 16 de abril na revista Nature, foi feito por pesquisadores de várias universidades, como King”s College London, Harvard e UC Berkeley.

A matéria escura é um tipo de matéria invisível que os cientistas acreditam formar até 85% da massa do universo. Não podemos vê-la diretamente, mas sabemos que ela existe porque afeta a gravidade de estrelas e galáxias. Mesmo assim, ninguém sabe exatamente do que ela é feita.

Uma das ideias mais aceitas é que a matéria escura pode ser formada por partículas leves chamadas áxions. Essas partículas são difíceis de detectar porque quase não interagem com a matéria normal.

Sintonizando as Frequências Escondidas do Universo

Os áxions, segundo os cientistas, se comportam como ondas e podem existir em algum lugar do espectro eletromagnético – o mesmo “espaço” onde estão as ondas de rádio, luz visível e outras frequências. O problema é que ninguém sabe qual é a frequência exata dos áxions. Eles podem estar em uma faixa que vai desde frequências baixas (como as que ouvimos no rádio) até frequências altíssimas, na faixa de terahertz.

O novo detector funciona como um rádio que “sintoniza” essas frequências para encontrar os áxions. Ele usa um material especial para criar algo chamado quasipartícula áxion (AQ). Se der certo, esse detector pode confirmar a existência dos áxions – e, com isso, revelar o que é a matéria escura – em até 15 anos.

Um “Rádio” no Espaço para Ouvir o Universo

A quasipartícula AQ foi projetada para emitir sua frequência no espaço, uma frequência que deve combinar com a dos áxions. Quando ela “sintonizar” a frequência certa, vai emitir uma pequena quantidade de luz. O AQ funciona nas frequências mais altas, na faixa de terahertz, que muitos cientistas acreditam ser o melhor lugar para procurar os áxions. 

O Dr. David Marsh, um dos autores do estudo e pesquisador do King”s College London, explicou: “Agora podemos construir um detector de matéria escura que é como um rádio cósmico, sintonizando as frequências do universo até encontrar o áxion. Já temos a tecnologia, agora é só uma questão de aumentar o tamanho e esperar o tempo certo.”

Construindo o Detector que Pode Mudar Tudo

Os pesquisadores acreditam que, se conseguirem fazer um pedaço maior do material AQ, podem ter um detector funcionando em cinco anos. Depois disso, eles estimam que levará mais uns dez anos escaneando as frequências altas onde a matéria escura pode estar escondida até encontrá-la.

Para criar as quasipartículas, eles usaram um material chamado telureto de bismuto e manganês (MnBi”Te”), que tem propriedades eletrônicas e magnéticas especiais. Esse material foi reduzido a camadas finíssimas, quase como folhas de átomos empilhadas.

Jian-Xiang Qiu, o principal autor do estudo, da Universidade de Harvard, disse: “Como o MnBi”Te? é muito sensível ao ar, precisamos reduzi-lo a poucas camadas atômicas para ajustar suas propriedades com precisão. Isso nos permite ver esse tipo de física interessante e entender como ele interage com coisas como o áxion.”

Os Últimos Passos de uma Busca de 40 Anos

O Dr. Marsh acrescentou: “Este é um momento muito empolgante para quem estuda matéria escura. Hoje, há tantos estudos sobre áxions quanto havia sobre o bóson de Higgs um ano antes de ele ser descoberto. Em 1983, os cientistas propuseram que os áxions se comportavam como uma frequência de rádio, e agora sabemos que podemos sintonizá-la. Estamos chegando cada vez mais perto do áxion, e rápido.”

Essa versão simplifica o artigo original, usando uma linguagem clara e acessível para que qualquer pessoa possa entender a importância da descoberta e o que ela significa para a ciência.

Terrarara.com.br