Investigação da matéria escura mostra inexplicável excesso de pósitrons nos raios cósmicos


O fluxo de partículas de alta energia próximo da Terra (raios cósmicos) pode originar-se de muitas fontes: Primeiro (verde) de explosões de uma supernova; em amarelo, devido a estas partículas se chocarem com gases interestelares criando píons, múons, elétrons e pósitrons; e, em vermelho, elétrons e pósitrons que se formam pela aniquilação da matéria escura (GALEX, JPL-Caltech, NASA/EPA-Alan Stonebraker)

Dados analisados pela equipe do AMS (Espectrômetro Magnético Alpha), instrumento lançado ao espaço em 2011 da Estação Espacial Internacional (ISS), descobriram um inexplicável excesso de pósitrons (antielétrons) de alta energia nos raios cósmicos, partículas subatômicas provenientes do espaço.

O excesso de antimatéria já foi observado no interior dos raios cósmicos dezenas de anos atrás e agora o projeto AMS os estuda com mais precisão em busca de suas origens.

A investigação do AMS, que foi publicada na revista de física Review Letters, assinala que foram registrados 400 mil pósitrons em cerca de 25 bilhões de raios cósmicos detectados.

A energia desses pósitrons revela valores de 10 a 250 GeV (gigaelétron-volts), com uma clara tendência a aumentar a uma faixa de 20 a 250 GeV.

Os cientistas do estudo do AMS creem que isto seria um indício da antimatéria proveniente de uma destruição de partículas de matéria escura no espaço, ainda que não excluam outras possibilidades.

“A antimatéria é rara no universo atual. Pelo que sabemos, todo vestígio de antimatéria produzida pelo big bang desapareceu há muito tempo nas reações de aniquilação de partículas de matérias”, diz a análise dos resultados.

“O que isso significa é que as partículas de antimatéria que podemos detectar no fluxo dos energéticos raios cósmicos que cerca a Terra devem ter sido criadas por ‘novas’ fontes em nossa galáxia, a Via Láctea”, acrescenta o comunicado.

Segundo a equipe do estudo, as partículas de antimatéria de fontes extragalácticas “também são concebíveis, porém muitos menos prováveis”.

A quantidade de energia de antimatéria do espaço que cai sobre a Terra seria uma mensagem de que algo está ocorrendo no cosmo.

Segundo Samuel Ting, porta-voz do AMS, foi realizada “a medição mais precisa de pósitrons de raios cósmicos até agora”.

“Nos próximos meses, o AMS será capaz de nos dizer de maneira conclusiva se estes pósitrons são um sinal da matéria escura ou se têm outra origem”, destacou Samuel Ting.

O espectrômetro AMS em órbita (NASA)

Matéria escura

Diferente da matéria ordinária, a matéria escura não interage com a força eletromagnética, ou seja, não absorve, reflete ou emite luz, o que a torna “extremamente difícil de identificar”, assinala a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN).

Para identificá-la, os pesquisadores só são capazes de deduzir sua existência por seu efeito gravitacional, que é distinto da matéria visível.

Até hoje, algumas teorias, como o Modelo Padrão, dizem que a matéria escura é composta por partículas supersimétricas, no entanto, experimentos recentes do Grande Colisor de Hádrons (LHC) têm proporcionado novos dados, que em breve gerarão novos resultados.

Raios cósmicos

Os raios cósmicos são compostos por cerca de 89% de prótons, o núcleo de hidrogênios e o elemento mais comum do universo; 10% de núcleos de hélio; e 1% de núcleos mais pesados como urânio.

Quando chegam à Terra, eles colidem na alta atmosfera e criam outras partículas, píons, que por sua vez se separam e formam múons. Estes últimos interagem na atmosfera sem penetrar na Terra. Cerca de um múon por segundo, do tamanho de uma cabeça humana, toca a superfície terrestre, segundo a CERN.

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