Um evento registrado pelo detector LUX–ZEPLIN, nos Estados Unidos, pode ser uma pista da matéria escura, mas ainda não permite confirmar a existência dessa substância. O sinal foi captado em 16 de junho de 2023 e não tem explicação clara para os pesquisadores.
O LUX–ZEPLIN, conhecido como LZ, fica enterrado a 1,5 mil metros de profundidade, em uma antiga mina de ouro na Dakota do Sul. O experimento reúne mais de 30 instituições de pesquisa e usa um tanque com dez toneladas de xenônio líquido, mantido a -108 ºC.
A hipótese analisada pelos cientistas é que o sinal tenha sido provocado pela colisão entre o núcleo de um átomo de xenônio e uma WIMP. Essas partículas são teóricas e aparecem em uma das principais explicações propostas para a matéria escura.
O que são WIMPs
A matéria escura não emite luz e não foi observada diretamente. Sua existência é inferida pelos efeitos gravitacionais que exerce sobre outros objetos. Estimativas indicam que ela corresponda a 84% da matéria do Universo; os outros 16% seriam compostos pela matéria conhecida, que forma estrelas, planetas e seres vivos.
As WIMPs, sigla em inglês para partículas massivas que interagem fracamente, seriam pelo menos cem vezes mais massivas que um próton. Elas interagiriam com outras partículas principalmente por meio da gravidade e da força nuclear fraca, sem interação com a radiação eletromagnética.
O LZ procura sinais produzidos quando uma dessas partículas colide com um átomo de xenônio. O experimento realiza essa busca desde 2021. Inicialmente, os pesquisadores analisavam eventos compatíveis com o modelo mais conhecido de WIMP, que prevê sinais de baixa energia. Depois, ampliaram a análise para modelos que poderiam produzir sinais mais energéticos.
O evento de 2023 foi o único sinal anômalo encontrado nessa busca ampliada. Uma possibilidade é que ele tenha sido causado por uma WIMP mais massiva e energética do que a prevista pelo modelo mais conhecido, mas compatível com outras teorias.
Resultado ainda é inconclusivo
Os pesquisadores também consideraram a possibilidade de contaminação, ruído de fundo ou flutuação estatística. A equipe estima em 0,5% as chances de o evento ser explicado por essas alternativas, mas ressalta que um único registro não é suficiente para confirmar uma detecção de matéria escura.
Os resultados foram apresentados em uma conferência no Japão no começo de setembro. O estudo foi disponibilizado como preprint, sem revisão de outros pesquisadores, e a equipe pretende submetê-lo à revista Physical Review Letters.
Rick Gaitskell, professor de física da Universidade Brown e um dos responsáveis pelo experimento, afirmou que os pesquisadores não querem tirar conclusões antecipadas e buscam avaliações da comunidade científica.
Se o sinal estiver relacionado à matéria escura, ele deverá se repetir. O LZ ainda usou apenas uma fração dos dados coletados e deve continuar ativo por vários anos. Outro experimento, o PandaX-xT, está em construção na China e será o mais potente detector de WIMPs do mundo.
