Uma equipe de físicos da Universidade de Cambridge (Reino Unido) suspeita que energia escura pode ter confundido os resultados do experimento XENON1T, uma série de cubas subterrâneas de xenônio que estão sendo usadas para pesquisar matéria escura.
A matéria escura e a energia escura são dois dos dilemas mais discutidos da física contemporânea. Os dois “escuros” são nomes dados ao espaço reservado para coisas misteriosas que parecem afetar o comportamento do universo – e das coisas nele.
A matéria escura refere-se à massa aparentemente invisível, identificável por meio de seus efeitos gravitacionais. Já a energia escura se refere à razão (ainda inexplicável) para a expansão acelerada do universo. Acredita-se que a matéria escura compõe cerca de 27% do universo, enquanto a energia é 68%, de acordo com a NASA.
Os físicos têm certas ideias para explicar a matéria escura: áxions, WIMPs, SIMPs e buracos negros primordiais, por exemplo. Mas a energia escura é muito mais enigmática. Agora, um grupo de pesquisadores trabalhando nos dados do XENON1T diz que um excesso inesperado de atividades pode ser devido a essa força desconhecida, ao invés de qualquer candidato à matéria escura. A pesquisa da equipe foi publicada esta semana no acadêmico Physical Review D.
O experimento XENON1T, realizado abaixo da cordilheira dos Apeninos (na Itália), foi configurado para ficar o mais longe possível de qualquer ruído. Ele consiste em tonéis de xenônio líquido que acenderão se houver interação com uma partícula que passar.
Conforme relatado em junho de 2020, a equipe do XENON1T relatou que o projeto estava tendo mais interações do que deveria sob o Modelo Padrão da física, o que significa que ele poderia detectar partículas subatômicas teorizadas como áxions – partícula elementar hipotética.
“Esses tipos de excessos costumam ser casualidades, mas de vez em quando também podem levar a descobertas fundamentais”, diz Luca Visinelli, pesquisador do Frascati National Laboratories, em um comunicado da Universidade de Cambridge.
“Exploramos um modelo no qual esse sinal pode ser atribuído à energia escura, em vez da matéria escura a qual o experimento foi originalmente planejado para detectar”
Luca Visinelli, coautor do estudo
“Primeiro, precisamos saber que isso não foi simplesmente um acaso”, acrescentou Visinelli. “Se o XENON1T realmente visse algo, esperaríamos por um excesso semelhante em experimentos futuros, mas desta vez houve um sinal muito mais forte.”
Apesar de constituir grande parte do universo, a energia escura ainda não foi identificada. Muitos modelos sugerem que pode haver uma quinta força além das quatro fundamentais conhecidas no universo. No caso: gravidade, eletromagnetismo, força forte e força fraca. Ela estaria oculta até que obtenhamos alguns dos fenômenos de maior escala, como a expansão gradualmente rápida do universo.
Áxions saindo do Sol pareciam uma possível explicação para o excesso de sinal, mas havia lacunas, pois isso exigiria uma revisão do que sabemos sobre as estrelas. “Até mesmo nosso Sol não concordaria com os melhores modelos teóricos e experimentos tão bem quanto agora”, disse um pesquisador ano passado.
Desde que o excesso foi descoberto, a equipe do XENON1T “tentou de qualquer maneira destruí-lo”, como conta um pesquisador ao The New York Times. A obstinação do sinal é igualmente desconcertante quanto emocionante.
A próxima geração de XENON1T, chamada XENONnT, está programada para ter suas primeiras execuções experimentais ainda este ano. As atualizações do experimento selarão qualquer ruído e ajudarão os físicos a identificar o que exatamente está mexendo com o detector subterrâneo.