Intrigantes Indícios de Matéria Negra

Nos últimos 15 dias surgiram notícias importantes sobre a potencial detecção das partículas que, segundo algumas teorias, compõem a matéria negra do Universo. O primeiro anúncio veio da equipa do AMS (Alpha Magnetic Spectrometer), instalado na Estação Espacial Internacional desde Maio de 2011. No dia 3 de Abril, o líder do projecto, o físico Samuel Ting, do MIT, anunciou que, nos 18 primeiros meses da missão, o AMS detectou 25 mil milhões de raios cósmicos. Destes, cerca de 400 mil foram identificados como positrões (a anti-partícula do electrão). Este número elevado constitui uma anomalia que implica a existência de alguma fonte de positrões não identificada. Segundo Ting, este excesso de positrões pode ser explicado se a matéria negra for constituída por partículas elementares designadas genericamente de WIMPs (Weakly Interacting Massive Particle). De facto, a teoria prevê que a colisão entre dois neutralinos, o mais leve WIMP, dá origem a positrões de alta energia com propriedades semelhantes aos observados. Ting observa que, apesar de intrigante, a análise não permite ainda concluir pela detecção dos neutralinos. Existe outra fonte possível de positrões (os pulsares) e a distinção entre as duas possibilidades é possível mas requer a acumulação de uma maior quantidade de dados pelo AMS.

Por outro lado, no dia 13 de Abril, Kevin McCarthy, membro da equipa do CDMS-II (Cryogenic Dark Matter Search) anunciou, na reunião da Sociedade Americana de Física, a possível detecção de três WIMPs com uma significância de 3-sigma (probabilidade de 99.8% de que não se trata de um evento aleatório), abaixo dos 5-sigma (probabilidade de 99.9999% de que não se trata de um evento aleatório) necessários para que a detecção seja aceite como uma descoberta. O CDMS detecta a energia libertada pela colisão de partículas de matéria negra com núcleos atómicos com detectores de silício e germânio mantidos a temperaturas próximas do zero absoluto (0 Kelvin ou -273.15 Celsius). O sinal detectado corresponde a partículas com uma massa de 8.6 GeV (Giga-electrão Volt, e.g., o protão têm uma massa ligeiramente inferior a 1 GeV) que é consistente com uma possível detecção anunciada em 2011 por um outro projecto, o CoGeNT. Por outro lado, um projecto europeu para a detecção da matéria negra, o XENON 100, deveria ter já detectado WIMPs nesta gama de energias, se existissem, pelo que por enquanto a situação é inconclusiva.

O que é importante realçar nestas notícias é o facto de podermos estar no limiar de uma descoberta fundamental para o nosso conhecimento do Universo. A matéria negra é assim chamada porque é detectada apenas pela sua influência gravitacional sobre a matéria “normal”, formada por átomos ou os seus constituintes. Na realidade, o termo “normal” é no mínimo enganador uma vez que, segundo uma análise recente dos dados obtidos com o observatório Planck, a matéria “normal” é responsável por apenas 4.9% da energia total do Universo, ao passo que a matéria negra é responsável por 26.8%!
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7 comentários

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  1. Boa noite. Tenho uma pergunta curiosa… Como a matéria negra influência na velocidade das estrelas em uma galáxia em espiral??

    1. Mais matéria –> maior gravidade –> maior velocidade

      Funciona da mesma forma para matéria negra e matéria normal 😉

      abraços

        • George on 16/03/2014 at 01:52

        Mas ela se distribuiu de maneira homogênea sobre essas galaxias ou existe um ponto de concentração para que a gravidade promova o aumento da aceleração e então da velocidade?

      1. Não sabemos.
        Sabemos sim que tem que haver mais matéria (do que aquela que vemos) no exterior dos braços das galáxias de modo às estrelas nesses locais andarem à velocidade que observamos 😉

  2. Notaram que foi-se achado coisas que pensavamos que não existia.
    Por outro lado, também já conjecturamos que não deveriam existir certas coisas…

    To falando da anti-matéria..

    Uma anti-matéria que não teria realmente “sumido” pode ser a responsável por este aparecimento de algo que não previmos.
    E que coincidentemente, é, “em si”, pertencente ao que podemos chamar de anti-matéria.

    To falando isto, porque percebo a já vários anos que se insiste em se tentar encontrar evidências de coisas que se acredita. Se acredita tanto que se encherga só pistas para a existência “dela”..

    Os cientístas, deveriam ser menos crentes.. e avaliar todas as possibilidades, não só as que as que safisfaçam seu ego..

  3. Olá Carla,

    Boa pergunta ! Os restantes 68.3% são constituídos por “energia negra” que exerce um efeito contrário ao da gravidade, e acelera a expansão do Universo. Ninguém sabe muito bem o que é a “energia negra” excepto que é, aparentemente, uma energia latente e intrínseca ao próprio vácuo. A sua existência só foi estabelecida há pouco mais de 10 anos, quando observações de supernovas de tipo Ia em galáxias muito distantes permitiram determinar que o Universo está a expandir-se mais rapidamente agora do que no passado, há vários milhares de milhões de anos.

  4. A minha dúvida é:

    Se a matéria normal é responsável por 4.9% da energia total do Universo e a matéria negra por 26.8%, de onde vêm os restantes 68.3%?

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