O trabalho foi publicado na Physical Review Letters e descreve como bolhas em expansão no inicio do universo podem ser a chave para a compreensão da matéria escura.
Embora partes do trabalho tenham sido concluadas a ma£o, possibilitadas por uma sanãrie de aproximações simplificadoras, os resultados do estudo foram validados por ca¡lculos computacionais sofisticados. Crédito: Michael Baker
Um estudo recente da Universidade de Melbourne propaµe uma nova teoria para a origem da matéria escura, ajudando experimentalistas na Austra¡lia e no exterior na busca pela nova matéria misteriosa.
O trabalho foi publicado na Physical Review Letters e descreve como bolhas em expansão no inicio do universo podem ser a chave para a compreensão da matéria escura.
"Nosso mecanismo proposto sugere que a abunda¢ncia de matéria escura pode ter sido determinada em uma transição de fase cosmola³gica", disse o Dr. Michael Baker, pesquisador de pa³s-doutorado da Universidade de Melbourne e um dos autores.
"Essas transições de fase devem ter ocorrido no inicio do universo e podem ser semelhantes a s bolhas de gás se formando na águafervente. Mostramos que énatural esperar que aspartículas de matéria escura achem muito difacil entrar nessas bolhas, o que da¡ uma nova explicação para a quantidade de matéria escura observada no universo. "
Embora muitos experimentos tenham pesquisadopartículas de matéria escura, nenhum deles teve sucesso. A maioria dos experimentos buscou principalmente Partículas Massivas com Interação Fraca, que tem sido as candidatas favoritas de matéria escura por décadas. No entanto, esses experimentos ainda não viram nada, o que realmente motiva os teóricos a pensar fora da caixa.
"Sabemos que a matéria escura estãola¡ fora, mas não sabemos muito mais", disse o Dr. Baker. "Se for uma nova partacula, então háuma boa chance de podermos realmente detecta¡-la em um laboratório. Poderaamos então determinar suas propriedades, como sua massa e interações, e aprender algo novo e profundo sobre o universo."
A pesquisa, que foi feita em colaboração com o professor assistente Andrew Long, da Rice University, no Texas, e o professor Joachim Kopp, do CERN e da University of Mainz, aponta o caminho para novas estratanãgias experimentais para a busca de matéria escura.
"Um aspecto interessante sobre a ideia éque ela funciona parapartículas de matéria escura que são muito mais pesadas do que a maioria dos outros candidatos, como as famosaspartículas massivas de interação fraca, nas quais a maioria das pesquisas experimentais no passado se concentraram", disse o professor Kopp. "Nosso trabalho, portanto, motiva a extensão das buscas de matéria escura para massas mais pesadas."
As descobertas podem ser especialmente importantes para o futuro das pesquisas experimentais de matéria escura na Austra¡lia.
O Stawell Underground Physics Laboratory, que estãoatualmente em construção na regia£o de Victoria, um quila´metro abaixo do solo em uma mina de ouro desativada, seráo primeiro laboratório subterra¢neo de física departículas no hemisfanãrio sul e abrigara¡ vários experimentos de pesquisa de matéria escura nos anos vir.
Novas propostas tea³ricas ajudara£o a conduzir experimentos de design que podem testar a mais ampla gama de candidatos a matéria escura, dando aos cientistas a melhor chance de descobrir o mistério da matéria escura .