Novo experimento avança na investigação da matéria escura

A busca pela matéria escura, substância invisível que compõe a maior parte da massa do Universo, continua sendo um dos maiores desafios da física moderna. 

Recentemente, o detector LUX-ZEPLIN (LZ), considerado o mais sensível do mundo, obteve novos resultados que estreitam as possibilidades para um dos principais candidatos à matéria escura: as partículas massivas de interação fraca, conhecidas como WIMPs.

Liderado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, do Departamento de Energia dos EUA, o LZ está instalado quase um quilômetro abaixo da superfície, em uma caverna na Instalação de Investigação Subterrânea de Sanford, em Dakota do Sul. Este detector tem como objetivo explorar interações de matéria escura em níveis nunca antes alcançados, limitando ainda mais as características que as WIMPs poderiam apresentar.

Segundo Chamkaur Ghag, porta-voz do LZ e professor da University College London, no Reino Unido, os novos dados estabelecem restrições significativas na busca por matéria escura. O detector, que superou as expectativas iniciais, provou ser capaz de identificar potenciais sinais das WIMPs, caso elas estivessem na região investigada. Isso demonstra que o LZ possui a sensibilidade necessária para detectar essas partículas, à medida que o experimento avança.

Até agora, a colaboração não encontrou evidências de WIMPs com massa superior a 9 gigaelétron-volts por c² (GeV/c²), valor comparável ao da massa de um próton, que é ligeiramente inferior a 1 GeV/c². A sensibilidade do LZ a interações extremamente fracas permite aos cientistas descartar modelos de matéria escura que não se alinham com os dados obtidos, reduzindo significativamente as hipóteses sobre onde as WIMPs poderiam estar.

Os novos resultados, baseados em 280 dias de coleta de dados, foram apresentados em duas conferências de física na segunda-feira (26): a TeV Particle Astrophysics 2024, em Chicago, e a LIDINE 2024, em São Paulo. Um artigo detalhando essas descobertas será publicado em breve. O experimento, que começou em 2023, planeja continuar coletando dados até 2028, com o objetivo de alcançar 1.000 dias de observações.