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Cientistas buscam sinais de matéria escura no interior da Terra


HALITA, UM DOS MINERAIS QUE OS PESQUISADORES ACREDITAM SERVIR PARA DETECÇÃO DE PARTÍCULAS MASSIVAS QUE INTERAGEM FRACAMENTE. (FOTO: DIDIER DESCOUENS, VIA WIKIMEDIA COMMONS)

Alguns minerais abaixo da superfície do planeta podem ser a chave para novos métodos de detecção de partículas da matéria escura

Além de tentar detectar matéria escura diretamente do espaço, novos estudos estão procurando por traços do material em antigos minerais localizados abaixo da superfície da Terra. Para alguns pesquisadores, rochas do interior do planeta podem apresentar indícios de colisões com a matéria escura.

A ideia é que experimentos com detectores sofisticados instalados nas profundezas da Terra possam um dia complementar ou até competir com as técnicas de detecção de matéria escura consolidadas hoje em dia.


Estudos desse tipo já estão em curso há algumas décadas e, agora, uma equipe de pesquisadores liderados pela física Katherine Freese, da Universidade de Michigan, propõe que minerais como a halita (cloreto de sódio) e a zabuyelita (carbonato de lítio) possam ser usados como detectores.

Geralmente, os cientistas tentam encontrar os fracos efeitos da matéria escura por meio da colisão entre suas partículas constituintes (partículas massivas que interagem fracamente, conhecidas pela sigla em inglês WIMP) e os núcleos de átomos de germânio, silício e iodeto de sódio — que ficam dentro a maioria dos detectores.

No entanto, esses experimentos instalados abaixo da superfície da Terra também detectam e interagem com raios cósmicos que chegam até o planeta, e isso pode prejudicar a descoberta de matéria escura.

Por enquanto, apenas o experimento DAMA/LIBRA, do Laboratório Nacional de Gran Sasso, na Itália, afirma ter detectado matéria escura. O estudo, porém, ainda não foi verificado.

Segundo a equipe de Freese, ao contrário de outros minerais presentes no interior do planeta, a halita e a zabuyelita são capazes de se proteger do efeito dos raios cósmicos e, caso uma WIMP colida com um átomo de sódio ou cloro, seu núcleo apresentará um recuo de um a mil nanômetros que ficará gravado no mineral.

Com técnicas de perfuração usadas em pesquisas geológicas e na prospecção do petróleo, os pesquisadores poderiam extrair os minerais com cerca de 500 milhões de anos e escaneá-los para encontrar os núcleos recuados.

Colisões com WIMPs terão diferentes efeitos em cada elemento do mineral, fornecendo diferentes fontes de informação.

Críticas

“Embora existam vários detalhes a serem demonstrados antes de que este tipo de programa possa ser realmente implementado, eu não vejo porque isso possa dar errado, pelo menos em princípio”, elogiou Dan Hooper, físico do Laboratório do Acelerador Nacional Fermi.

Outros pesquisadores, no entanto, são mais céticos em relação a estratégia da equipe de Freese funcione. Isso porque, em meados dos anos 1990, cientistas haviam proposto um método que usava mica, mas que não conseguiu distinguir as colisão de WIMPs com a de outras partículas, como as de urânio. “Eles podem ser capazes de encontrar minerais que reduzam esse problemas, mas eu acho que, neste momento, as afirmações deles são muito otimistas.”

A física admite que o urânio é uma preocupação para o grupo, mas acredita que seja possível identificar especificamente estes efeitos de radioatividade e ignorá-los. “A verdade é que você tem que fazer para descobrir”, defende.

FONTE: REVISTA GALILEU

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