Cientistas do LHC buscam entender a matéria escura

Durante a FAPESP Week London, pesquisador britânico apresentou esforços de equipe internacional para detectar partículas ainda desconhecidas; trabalho de brasileiro foi destaque

André Julião | Agência FAPESP – O LHC, superacelerador de partículas que tornou possível provar a existência do bóson de Higgs – a partícula elementar, surgida logo após o Big Bang, que confere massa à matéria ordinária –, pode agora ajudar a solucionar um dos maiores mistérios da ciência atual: a matéria escura.

O Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), que funciona na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), na fronteira franco-suíça, trabalha hoje na detecção da matéria escura, que constitui provavelmente 25% do conteúdo do Universo e só teve sua existência indicada de forma indireta.

“O que fazemos no CERN, no LHC, é tentar entender realmente o início do Universo. Isso obviamente se conecta com muitos outros aspectos da Física com os quais trabalhamos. Acreditamos que 25% do Universo seja composto de uma matéria que não sabemos realmente o que é, mas que chamamos de matéria escura”, disse Oliver Buchmueller, professor do Imperial College, de Londres, no Reino Unido.

Buchmueller foi um dos palestrantes da FAPESP Week London, realizada nos dias 11 e 12 de fevereiro de 2019.

O pesquisador informou que a chamada matéria ordinária, que conhecemos hoje, compõe apenas 5% do Universo, enquanto 25% correspondem à matéria escura e 70%, à energia escura.

Enquanto a energia escura contribui para acelerar a expansão do Universo, a matéria escura o puxa de volta. Mas não dá conta de impedir que a expansão, provocada pelo Big Bang, seja acelerada pela energia escura.

“É nesses 25% desconhecidos do Universo que estamos interessados. Uma das questões mais desafiadoras atualmente na Física é o que constitui essa matéria escura. Há muitas atividades experimentais tentando entender isso. No LHC, estamos buscando produzir diretamente essas hipotéticas partículas de matéria escura, para poder medi-las e então dizer: sim, elas foram produzidas, nós as vimos, e isso é o que realmente compõe a matéria escura no nosso Universo”, disse.

No entanto, até agora, ela não foi detectada. Por isso, além da supersimetria, modelo que prevê que para cada partícula conhecida exista uma outra desconhecida, os físicos trabalham com outros modelos mais genéricos.

Um dos que fazem esse trabalho é o brasileiro Jonathan Costa, doutorando sob orientação de Buchmueller no Imperial College. Tendo feito graduação e mestrado na Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), no Paraná, Costa está no Reino Unido desde 2015.

Atualmente, ele está no projeto MasterCode, código computacional que permite adaptar os modelos teóricos aos dados experimentais, tanto do CMS Atlas, um dos detectores do LHC, como de outros experimentos. Seu trabalho foi um dos apresentados por Buchmueller durante a palestra.

“Trabalho na área de fenomenologia, um campo intermediário entre experimento e teoria. Pegamos um modelo teórico e confrontamos com os dados experimentais. A partir daí, tentamos fazer previsões de alguns parâmetros. Isso ajuda a determinar o que se quer procurar, porque a quantidade de dados é muito grande e é preciso fazer um direcionamento”, disse Costa à Agência FAPESP.

Buchmueller lembrou que a detecção do bóson de Higgs, em 2012, foi um marco para a ciência, mas permitiu entender apenas 5% do Universo – a parte correspondente à matéria ordinária. Os outros 95% seguem sendo um mistério.

“Como compõe apenas 25% do Universo, a matéria escura não dá conta de impedir o aceleramento da expansão induzido pela energia escura. Ela não é forte o suficiente. Então há dois fatores competindo. Estamos tentando entender o que é isso. A busca continua no início. Precisaremos de muito tempo ainda, mas temos que começar de algum lugar”, disse.

Todas as notícias e vídeos sobre a FAPESP Week London estão disponíveis em: www.fapesp.br/week2019/london.