Matthew Kapust / Sanford Underground Research Facility
O detetor principal LUX-ZEPLIN num laboratório de superfície antes da instalação subterrânea
A experiência mais sensível do mundo na caça à matéria escura registou um sinal que não consegue explicar.
Um sinal registado no fundo de uma antiga mina no Dakota do Sul está a intrigar os físicos. Pode ser apenas ruído. Pode ter uma explicação que ainda ninguém encontrou.
Mas também pode ser aquilo que os cientistas procuram há décadas: uma interação de matéria negra.
Se existir, algum dia haveremos de a encontrar, e “cheira” que estamos um pequeno passo mais perto.
A deteção foi anunciada esta terça-feira, numa conferência no Japão, pela colaboração internacional LUX-ZEPLIN (LZ). A confirmar-se, poderá ser o primeiro indício direto da substância invisível que mantém as galáxias coesas.
O detetor do LZ está “enterrado” a cerca de 1,5 quilómetros de profundidade, numa antiga mina de ouro no Dakota do Sul, nos Estados Unidos.
No seu interior, cerca de 10 toneladas de xénon líquido ultrapuro aguardam o embate raríssimo de uma partícula de matéria escura contra o núcleo de um átomo, que produziria um ténue clarão de luz.
Foi um clarão desse tipo, apenas um, que os cientistas não conseguem atribuir a nenhuma fonte conhecida.
O evento é compatível com o que se espera de um WIMP, sigla inglesa para partícula massiva de interação fraca, o principal candidato a constituir a matéria escura.
Ainda assim, a colaboração trava o entusiasmo. “Não estamos a afirmar que isto seja matéria escura”, sublinhou Sam Eriksen, investigador da Universidade de Bristol e autor principal do estudo, à revista Nature.
Os números explicam a prudência. O resultado tem uma significância estatística de 2,6 sigma, o que corresponde a cerca de 0,5% de probabilidade de o sinal ser afinal ruído de fundo.
Para se falar em descoberta, a física exige 5 sigma, realça um comunicado do Berkeley Lab.
“Com um só evento, não nos queremos precipitar”, afirmou Richard Gaitskell, porta-voz do LZ e professor na Universidade Brown.
Se for real, a partícula responsável teria uma massa de pelo menos 200 GeV/c², mais de 200 vezes a massa de um protão.
O que torna o clarão invulgar é a energia libertada: 248 quiloeletrões-volt (keV), muito acima do previsto para os modelos mais simples, que a colaboração só encontrou depois de alargar a análise a energias mais altas do que o habitual.
Dan Tovey, líder da equipa do LZ na Universidade de Sheffield, resume o que está em jogo: a confirmar-se, as consequências para a compreensão do Universo “seriam profundas”.
A equipa analisou 220 dias de dados, recolhidos entre março de 2023 e abril de 2024 — e a colaboração tem mais de 700 dias de dados por analisar.
Além disso, as experiências XENON, em Itália, e PandaX, na China, vão poder testar, de forma independente, o resultado do LZ.
A confirmação, ou o desmentido, não deve tardar a chegar.