As discussões acerca da matéria escura provém de tempos muito antigos, mas com a tecnologia atual, as tentativas de provar sua existência ficam mais frequentes. A matéria escura é, em muitos aspectos, um tanto enigmática para a ciência. Existem teorias sobre sua constituição, mas não há nenhuma comprovação do que é feita. Apesar disso, o que se sabe é que ela afeta gravitacionalmente outras matérias no universo, fator provado pelo estudo da astrônoma e pesquisadora estadunidense Vera Rubin, observando as curvas de rotação de galáxias em formato espiral. Fugindo do que seria previsto pelas Leis de Kepler, a velocidade das estrelas nas extremidades de galáxias espirais é maior do que o previsto, o que permitiu constatar a influência da matéria escura em suas velocidades gravitacionais.
Mesmo com sua existência provada, a busca pela detecção da interação da matéria escura com a matéria conhecida não trouxe resultados concretos, até o surgimento do experimento Dama/Libra, o único com resultados positivos publicados ao longo das últimas duas décadas.
Experimento Dama/Libra [Imagem: Divulgação/ Dama/Libra]Localizado na Itália, o Dama/Libra, ligado ao Dama Project – observatório de eventos raros com foto na matéria escura – , tem como objetivo detectar a interação da matéria escura no universo. Utilizando-se de detectores diferentes dos utilizados em experimentos que existiram anteriormente à sua idealização, Dama conseguiu registrar essas interações com uma oscilação periódica que poderia ser explicada pela órbita terrestre: quando há registro de mais interação, o planeta estaria passando contra a matéria escura, e quando há menor interação, o planeta estaria orbitando no mesmo sentido, já que o nosso sistema solar e galáxia se encontram dentro do halo de matéria escura. Essa interação pode ser entendida como um vento de matéria escura, como explica o doutorando Ricardo Pitta, formado em física pelo Instituto de Física da USP (IF). Outros experimentos não podiam contestar de forma decisiva os resultados por possuírem outros meios de detecção, e é aí que surge o impasse: o registro é realmente de matéria escura?
Ricardo é um dos colaboradores brasileiros presentes no experimento Cosine-100, juntamente com o professor Nelson Carlin Filho, também do IF. O Cosine se utiliza do mesmo tipo de detectores utilizados no Dama/Libra: cristais de iodeto de sódio, ou NaI(TI), e por isso os resultados do Dama/Libra poderão ser fortemente afetados pelos resultados observados no Cosine-100: o que foi visto no primeiro experimento era realmente interação com matéria escura? E se não for, o que poderia ter causado esses resultados? Essas perguntas estão mais perto de serem respondidas definitivamente.
Colaboradores do Cosine-100 [Imagem: Divulgação/ Cosine Dark Matter Experiment]O Cosine-100 realizou sua primeira fase em um laboratório subterrâneo localizado na Coréia do Sul e está ativo desde 2016. Ricardo afirma que, para ter resultados mais concretos, o experimento vai precisar de mais tempo em atividade, assim como o ANAIS-112, localizado na Espanha e que também possui os mesmo tipos de detectores. “Temos planos para aumentar a quantidade de detectores. E a gente precisa de tempo, porque quanto mais tempo, maior a aquisição de dados. Mesmo que a partícula tenha uma probabilidade muito baixa de interagir, eventualmente ela vai interagir, então quanto mais tempo, mais informação a gente tem”. Assim, o Cosine-100 tem planos para se tornar Cosine-200 e dobrar a quantidade de detectores para sua segunda fase.
Foto interna do experimento Cosine-100 [Imagem: Divulgação]Mesmo precisando de mais tempo, Nelson Carlin conta que os experimentos se encaminham em uma direção que não é a mesma do que foi constatada pelo Dama Project e que existem teorias sobre o que levou aos resultados positivos: “Infelizmente, até agora as evidências estão levando a uma resposta negativa a respeito da observação de tal modulação. Um ponto que está em investigação é a possibilidade de problemas na análise dos dados por parte da colaboração Dama/Libra, que levaria a um aparecimento artificial de modulação anual.”
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