O detector de matéria escura mais sensível do mundo dá seus primeiros resultados

Depois de três anos de construção, o experimento mais sensível da matéria escura do mundo está online, e os cientistas relatam que o detector está funcionando como projetado. O detector XENON1T ainda não encontrou partículas de matéria escura, mas realizou uma pesquisa científica de 30 dias e os cientistas do projeto estão otimistas em relação ao futuro.

“Esse foi o melhor resultado sobre matéria escura até agora e nós acabamos de começar!” A equipe XENON1T disse em um comunicado. O experimento XENON1T está localizado bem abaixo de uma montanha no Laboratório Nacional Gran Sasso na Itália (LNGS), de modo que pode ser protegido contra interferências causadas por raios cósmicos e outras fontes de radiação na superfície da Terra.

XENON1T está à procura de fogos de artifício microscópicos criados por partículas maciças que interagem fracamente (WIMPs), atingindo átomos de xénon. WIMPs são partículas hipotéticas que muitos cientistas pensam que são um componente primário da matéria escura.

Observações astronômicas confirmaram que apenas cerca de 15% do universo material é composto de matéria “ordinária” (ou “bariônica”); Quase 85% é composto por matéria escura misteriosa, que não pode ser observada diretamente por telescópios. Mas a gravidade da matéria escura pode ser medida indiretamente por meio de seus efeitos nos aglomerados de galáxias e nas taxas de rotação das galáxias, então sabemos que está lá fora.

Porque WIMPs possuem uma “interação muito fraca” – isto é, elas não podem interagir com a matéria normal através das forças eletromagnéticas, fortes ou fracas – XENON1T pode detectá-las apenas olhando para colisões entre WIMPs e átomos em uma câmara cheia de xenônio líquido puro arrefecido a menos 139 graus Fahrenheit (menos 95 graus Celsius).

Quando ocorre uma colisão direta, o líquido cintila (pisca) e há ionização no líquido. Ao estudar esses flashes, os cientistas podem determinar a natureza exata das partículas que colidem. Mas para detectar estes flashes extremamente fracos na Câmara de Projeção de Tempo de Xénon Líquido (LXeTPC), os níveis de radiação natural que circundante na caverna devem ser mantidos a um nível mínimo. Para alcançar o máximo de blindagem, o LXeTPC é submerso em um tanque de água maciço que tem o tamanho de um prédio de três andares que contém o equipamento auxiliar para suportar a experiência.

No entanto, o tanque de água e o escudo natural fornecido pelas toneladas de rocha sobreposta ainda não são suficientes para garantir interferência mínima de radiação. Todos os materiais podem produzir pequenas quantidades de radiação. Assim, para alcançar seu registro de “silêncio” radioativo, os materiais do detector tiveram que ser cuidadosamente selecionados e o xenônio líquido foi meticulosamente processado, disseram os pesquisadores. Esses passos foram “necessários para ouvir para a voz muito fraca da matéria escura”, acrescentaram na declaração.