Experimento busca por sinais de matéria escura

O grupo de pesquisa italiano Dama/Libra vem, há cerca de 20 anos, detectando sinais de matéria escura vindos do universo. No entanto, a equipe está sozinha ao afirmar que esse mundo “invisível” existe

(imagem: pixabay)

Muitos experimentos não conseguiram reafirmar os dados que a Dama/Libra apresentou, ficando sempre abaixo da escala que os tornariam reais. Porém, nenhuma das tentativas de comprovar as oscilações no sinal de matéria escura, utilizaram os mesmos materiais que a Dama.

Hyungsu Lee e professor Carlin
(imagem: Mariana Arrudas)

É isso que torna o experimento Cosine-100 diferente dos demais. O estudo na Coreia do Sul, projetado por Hyunsu (Institute for Basic Science – South Korea), com participação brasileira do professor Nelson Carlin, do Instituto de Física da USP (IFUSP), parte do mesmo material e condições para analisar os dados que comprovariam a existência de matéria escura. 

Mas afinal, o que é matéria escura?

(imagem: Medium Corporation US)

A matéria escura é a parte do universo que existe, mas não se sabe o que é. Atualmente, calcula-se que ela seja componente de aproximadamente 25% do universo, e o que torna seu estudo muitas vezes difícil é o fato de que ela não emite luz. 

“Temos o que conseguimos ver no universo: os planetas, as galáxias. Por exemplo, aqui na Via Láctea, nós temos os planetas e o Sol. Há muitos anos, em 1930, um cientista começou a estudar como as galáxias giram, e assim ele percebeu que a velocidade em que essas galáxias giravam não coincidia com o que se esperava com a massa que é observada. O que era estranho, porque a rotação deveria ser mais lenta, então aparentemente a massa deveria ser maior do que estava se vendo”, explica o professor Nelson Carlin, do IFUSP. 

Há 90 anos, na década de 30, o astrônomo húngaro Fritz Zwicky calculou a massa de algumas galáxias e assim percebeu que ela era cerca de 400 vezes maior do que os estudos anteriores sugeriam. É como se o universo fosse uma grande massa de cookies (feita de matéria escura) e as galáxias fossem as gotas de chocolate. 

“Em 1970, 40 anos depois, outra cientista começou a estudar com mais detalhes essas velocidades de rotação. Foi percebido que tudo o que ela estudava apresentava o efeito visto anteriormente, que a rotação era muito maior para a massa que se era esperada, pensando na Teoria de Newton”, completa o professor. 

Dez anos depois, em 1960, a astrofísica Vera Rubin estudou a distribuição de massa da galáxia de Andrômeda por meio de análises das velocidades de órbitas de estrelas, e os resultados encontrados não iam de acordo com a Teoria de Newton. Anos depois, ao perceber que algo além do visível era responsável pela movimentação das estrelas, Rubin confirmava a existência da matéria escura.

O experimento Cosine

Cosine-62 on the way to Cosine-100
(imagem: site Cosine)

O Cosine-100 é um experimento Sul Coreano que tem como objetivo analisar de forma justa os resultados traçados pelo Dama/Libra. Isso é feito utilizando o mesmo material (cristais de iodeto de sódio). 

“Em termos simples, o Cosine é um experimento sobre a matéria escura. Procuramos por interações dela nos cristais de iodeto de sódio, e temos como objetivo trazer certeza sobre sinais de oscilação da matéria escura identificados no experimento Dama/Libra” explicou Hyun Su Lee, do Institute of Basic Science da Coreia do Sul, e pesquisador principal do Cosine.

Hyun Su Lee fala que o ponto central do Cosine-100 era recriar, nas mesmas condições, o que foi estudado pelo Dama/Libra, para conseguir comprovar, por fim, a existência da matéria escura ou se o experimento da colaboração italiana identificou oscilações de algo que não matéria escura, para isso foram utilizados os cristais de iodeto de sódio.

All 8 crystals installed
(imagem: Site Cosine-100)

O laboratório do Cosine se localiza na Coreia do Sul, em Yangyang (Y2L), de baixo de uma montanha. Segundo o professor Carlin, ele fica aproximadamente 700 metros de profundidade a fim de eliminar qualquer interferência externa. 

Para afirmar se a matéria escura está ou não emitindo sinais, todos os experimentos se basearam na curva limite que o experimento Dama/Libra registrou. Se algum resultado ultrapassasse a curva, os sinais de matéria escura seriam confirmados. Porém, o Cosine-100 apresentou resultados que não concordaram com o experimento, ficando abaixo do limite. 

“O que resta agora é o Cosine enxergar a modulação, para fechar o ciclo. O Cosine excluiria os dados do Dama, mas ainda assim existiria a modulação”, completa o professor Carlin. 

O projeto existe há cerca de três anos, e ainda precisaria de dois anos para continuar estudando este campo novo e incerto do mundo da astrofísica. Por agora, estamos cada vez mais longe de entender o mistério que envolve a matéria escura. 

As evidências astrofísicas mostram que o universo possui uma grande quantidade de matéria escura. Mas mesmo após experimentos e estudos, ainda não foram captados sinais de oscilação. E como consequência, surgem novos modelos para explicar a matéria escura, enquanto o que permanece é a dúvida que gera interesse, tanto científico quanto público.

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