{"id":93,"date":"2008-11-24T18:54:21","date_gmt":"2008-11-24T21:54:21","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/universofisico\/2008\/11\/baloes-na-antartida-detectam-possivel-sinal-de-materia-escura\/"},"modified":"2008-11-24T18:54:21","modified_gmt":"2008-11-24T21:54:21","slug":"baloes-na-antartida-detectam-possivel-sinal-de-materia-escura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/2008\/11\/24\/baloes-na-antartida-detectam-possivel-sinal-de-materia-escura\/","title":{"rendered":"Bal\u00f5es na Ant\u00e1rtida detectam poss\u00edvel sinal de mat\u00e9ria escura"},"content":{"rendered":"
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\"At<\/a><\/dt>\n
Bal\u00e3o carregando instrumentos do experimento ATIC sobe nos c\u00e9us da Ant\u00e1rtida subindo a uma velocidade de 300 metros por minuto.
\nCr\u00e9dito: T. Gregory Guzik<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

Um estranho sinal de el\u00e9trons de alta energia, registrado por detectores de part\u00edculas em bal\u00f5es sobrevoando a Ant\u00e1rtida, est\u00e1 fazendo a alegria de f\u00edsicos e astrof\u00edsicos. As duas explica\u00e7\u00f5es mais prov\u00e1veis para o sinal s\u00e3o fant\u00e1sticas.<\/span><\/p>\n

Esses el\u00e9trons podem ter sido acelerados pelo poderoso campo magn\u00e9tico gerado por uma estrela de neutrons ou um buraco negro, a n\u00e3o mais que 4 mil anos-luz de dist\u00e2ncia da Terra. N\u00e3o se conhece nenhum objeto assim t\u00e3o perto de n\u00f3s, mas \u00e9 poss\u00edvel que ainda n\u00e3o o tenhamos observado.<\/span><\/p>\n

A outra explica\u00e7\u00e3o, mais incr\u00edvel ainda, \u00e9 a de que os el\u00e9trons tenham sido criados durante a aniquila\u00e7\u00e3o de part\u00edculas de mat\u00e9ria escura.<\/span><\/p>\n

A exist\u00eancia da mat\u00e9ria escura \u00e9 a id\u00e9ia mais aceita para entender uma s\u00e9rie de observa\u00e7\u00f5es astron\u00f4micas: o movimento de rota\u00e7\u00e3o das gal\u00e1xias, a velocidade delas em seus aglomerados, a distor\u00e7\u00e3o da luz provocada por esses aglomerados (lentes gravitacionais) e as varia\u00e7\u00f5es na temperatura da radia\u00e7\u00e3o c\u00f3smica de fundo. Todas essas observa\u00e7\u00f5es sugerem que, para cada peda\u00e7o de mat\u00e9ria “normal”, do tipo de que somos feitos, existe aproximadamente 6 vezes mais mat\u00e9ria de um tipo desconhecido, que n\u00e3o interage com a luz, mas cuja presen\u00e7a no universo percebemos pela sua for\u00e7a gravitacional. Nesse cen\u00e1rio, 85% da mat\u00e9ria no universo deve ser mat\u00e9ria escura.<\/span><\/p>\n

A descoberta dos misteriosos el\u00e9trons, publicada semana passada pela revista Nature<\/a>, vem da an\u00e1lise dos dados tomados entre 2000 e 2003 pelo experimento ATIC<\/a>.<\/span><\/p>\n

Para estudar el\u00e9trons e n\u00facleos de \u00e1tomos de alta energia vindos do espa\u00e7o, uma equipe internacional de pesquisadores v\u00eam lan\u00e7ando detectores de part\u00edculas presos a bal\u00f5es na Ant\u00e1rtida, chamados de ATIC (sigla em ingl\u00eas para “calor\u00edmetro de ioniza\u00e7\u00e3o fina avan\u00e7ado”). Os detectores s\u00e3o lan\u00e7ados na Ant\u00e1rtida para aproveitar os ventos da alta atmofera que circulam em torno do P\u00f3lo Sul–ali n\u00e3o h\u00e1 perigo do bal\u00e3o sair voando mundo afora e cair sabe-se l\u00e1 onde. O ATIC fica por at\u00e9 15 dias, a 35 km de altura, acima de 99,5% da atmosfera terrestre, praticamente no espa\u00e7o, detectando raios c\u00f3smicos.<\/span><\/p>\n

Os detectores do ATIC registraram um excesso de el\u00e9trons com energias em torno de 620 gigaeletron-volts (GeV). (S\u00f3 para comparar, um pr\u00f3ton em repouso tem 1 GeV de energia.) Chamou a aten\u00e7\u00e3o dos pesquisadores do ATIC o fato de 620 GeV ser mais ou menos a energia esperada para uma das candidatas a part\u00edculas de mat\u00e9ria escura.<\/span><\/p>\n

Observa\u00e7\u00f5es indicam que a mat\u00e9ria escura \u00e9 feita de part\u00edculas al\u00e9m das conhecidas, que formam o Modelo Padr\u00e3o das part\u00edculas elementares<\/a>. Os f\u00edsicos te\u00f3ricos imaginam v\u00e1rias part\u00edculas candidatas a mat\u00e9ria escura e elas s\u00e3o genericamente conhecidas como WIMPs (sigla em ingl\u00eas para part\u00edculas massivas fracamente interagentes). <\/span><\/p>\n

Os WIMPs que correspondem ao pico de energia observado pelo ATIC s\u00e3o as part\u00edculas de Kaluza-Klein, K-K, para os \u00edntimos. Essas tais K-K seriam capazes de viajar por dimens\u00f5es espaciais extras de tamanho finito e microsc\u00f3pico. A qualquer momento uma part\u00edcula K-K pode se transformar em v\u00e1rias part\u00edculas mais leves e est\u00e1veis, como por exemplo, pares de el\u00e9trons e anti-el\u00e9trons (p\u00f3sitrons). Os pesquisadores do ATIC investigaram se a origem dos el\u00e9trons podia ser a colis\u00e3o de part\u00edculas K-K e descobriram que sim, mas apenas se o sistema solar estiver passando por uma nuvem de mat\u00e9ria escura com densidade anormalmente alta, o que n\u00e3o \u00e9 imposs\u00edvel.<\/span><\/p>\n

Outra evid\u00eancia tentadora a favor da hip\u00f3tese da mat\u00e9ria escura s\u00e3o os resultados de outro experimento, o PAMELA<\/a> (“equipamento para explora\u00e7\u00e3o de mat\u00e9ria e antimat\u00e9ria e astrof\u00edsica de n\u00facleos leves”), um sat\u00e9lite que detectou um excesso de anti-el\u00e9trons em uma energia pr\u00f3xima \u00e0 dos el\u00e9trons detectados pelo ATIC. (Veja os artigos cient\u00edficos submetidos respectivamente a Nature<\/a> e a Physical Review Letters<\/a>.) \u00c9 poss\u00edvel que os WIMPs. estejam colindindo entre si por ai e o PAMELA tenha detectado os anti-eletrons resultantes da colis\u00e3o, enquanto o ATIC tenha detectado os el\u00e9trons!
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Mais dados s\u00e3o necess\u00e1rios para tra\u00e7ar o perfil desses excessos de el\u00e9trons e anti-el\u00e9trons com maior precis\u00e3o, antes de eliminar as hip\u00f3teses mais convencionais e dizer que descobrimos as part\u00edculas da mat\u00e9ria escura. <\/span><\/p>\n

Tanto o ATIC, quanto o PAMELA ainda tem mais dados a serem analisados. O telesc\u00f3pio espacial Fermi de raios gama<\/a> pode tamb\u00e9m confirmar os resultados de ambos experimentos, detectando os raios gama vindos da aniquila\u00e7\u00e3o de WIMPs.
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Enquanto isso, o LHC pode acabar produzindo part\u00edculas de mat\u00e9ria escura, <\/span>quando finalmente come\u00e7ar a funcionar<\/span>. Pode ser tamb\u00e9m que detectores constru\u00eddos dentro de minas subterr\u00e2neas para detectar rar\u00edssimas colis\u00f5es de WIMPs com n\u00facleos at\u00f4micos consigam, como os da mina Boulby em Yorkshire, reino Unido<\/a>, tenham sucesso.
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