Físicos costumam construir experiências que procuram por alguma coisa específica. Talvez essa coisa consista em matéria escura, novos tipos de partículas ou novas formas que as partículas possam interagir umas com os outros. Outros físicos estão tentando usar dados antigos desses experimentos de maneiras novas, para procurar algo diferente do que este algo específico.

Confuso? Aqui está um exemplo: Um pesquisador está à procura de uma ideia pouco popular para explicar a matéria escura, a fonte escondida da maioria da gravidade do Universo. Ele está usando dados de um experimento desenvolvido para observar uma coisa menos exótica. Isso é física, então ele não encontrou nada ainda. Mas isso não impede os resultados de serem importantes.

“Nós não vimos [as novas partículas], mas eu não fiquei surpreso”, Jonathan Davis do Kings College, em Londres disse ao Gizmodo. “Esta é mais uma prova de conceito mostrando que você pode usar novas ideias para investigar todos os tipos de energias”.

Você pode estar familiarizado com uma importante questão cósmica. A matéria normal só corresponde a cerca de quatro por cento da energia do Universo, enquanto algum tipo estranho de “matéria escura” invisível corresponde a cerca de 25% (uma coisa misteriosa chamada energia escura compõe o resto). Um candidato particularmente promissor é a “partícula maciça que interage fracamente”, ou WIMP na sigla em inglês, que consiste em uma partícula hipotética que interage tão fracamente com os átomos que os cientistas não a observaram ainda. Davis, por sua vez, está procurando uma partícula hipotética mais forte do que as WIMPs, mas ainda assim muito fraca para experimentos normais detectarem.

É uma SIMP, sigla em inglês para “partícula massiva fortemente interativa”. A interação entre uma SIMP e um núcleo pode ser tão forte quanto as interações entre as partículas dentro do núcleo.

Existem experiências de caça a WIMPs que estão enterradas no subsolo para filtrar partículas que interagem mais fortemente. Mas os pesquisadores não encontraram nenhuma WIMP ainda. A rocha grossa acima destas experiências poderia parar os SIMPs, no entanto. Então Davis pediu para os físicos da colaboração CRESST na Alemanha se ele não podiam olhar para os dados da experiência v-Cletus. Este detector contendo cristal de safira fica na superfície da Terra e é refrigerado. Em teoria, a temperatura do detector deve aumentar se uma pequena quantidade de partículas passar por um; SIMPs deixariam uma assinatura específica nos dados.

Davis não encontrou nada com o teste de conceito preliminar, de acordo com o artigo publicado recentemente na revista Physical Review Letters, mas ele foi capaz de ajudar os físicos com o que um SIMP pode não parecer. Isso é de importância crucial para a física de partículas para que outros experimentadores não tenham que olhar para os mesmos tipos de partículas.

O experimento não descartou tantas partículas possíveis como alguns outros, já que e se sobrepôs com algumas experiências existentes, apontou um físico do CERN, James Beacham e da Universidade do Estado de Ohio, em um e-mail para o Gizmodo. Ainda assim, “Eu amo resultados como estes, e eles são uma grande parte do feijão-com-arroz dos teóricos e fenomenologistas, uma vez que os experimentalistas dependem deles para examinar os resultados depois de serem liberados, para apontar onde uma nova física poderia ainda estar se escondendo e como poderíamos ter falhado em nossos dados”.

Outro físico do CERN, Steven Lowette, estava animado com os resultados, já que é uma busca parecida à caça de SIMPS no LHC, além de outras partículas que possam ter escapado dos físicos. “O SIMP é uma que daria uma assinatura especial para a qual o LHC não foi construído”.

Davis é outro exemplo interessante de físicos usando experiências existentes de maneiras diferentes do que eles tinham a intenção, a fim de encontrar novas partículas ou fenômenos. Beacham por sua vez tentou coordenar pesquisas como estas. Outros físicos estão tentando tirar vantagem de espaço físico vago perto de outras experiências, como paredes ou túneis de vapor perto das colisões de partículas de alta energia do LHC. Aqui eles podem fazer adições muito mais baratas, como os  MoEDAL e MilliQan para detectar partículas que o experimento original não foi feito para encontrar.

Mas o próprio Davis quer ver pesquisas mais dirigidas para estes SIMPs e outras partículas exóticas.

“Esperemos que isso vá incentivar as pessoas a construírem experimentos para procurar outros tipos estranhos de matéria escura”.

[PRL]