Últimos resultados na busca por Matéria Escura
Autor: Newton Sanches | Publicado: 2009-12-29T22:41:00-02:00

No post anterior, comentei sobre estarmos a beira de uma revolução na ciência. O motivo é a expectativa de detecção de partículas que comprovariam a existência de Matéria Escura de natureza não bariônica (para entender melhor veja o post ).Agora, apresentarei o resumo publicado pelo CDMS (Cryogenic Dark Matter Search) onde fica evidente essa expectativa.Últimos resultados na busca por Matéria EscuraQuinta-feira, 17 de dezembro de 2009Observações astronômicas de telescópios, satélites e medições da radiação cósmica de fundo levaram os cientistas a acreditar que a maioria da matéria no universo não emite nem absorve luz. Em particular, pensamos que a nossa própria galáxia é incorporada dentro de uma enorme nuvem de matéria escura. Como o nosso sistema solar gira em torno da galáxia, move-se através desta nuvem.Teorias na área da Física de Partículas sugerem que a matéria escura pode ser composta de partículas massivas de fraca interação (WIMPs). Os cientistas esperam que essas partículas tenham massas comparáveis à de núcleos atômicos. Embora essas partículas raramente interajam com a matéria normal, eventualmente,  assim como um choque entre bolas de bilhar elas poderiam ser espalhadas por um núcleo atômico tornando-as detectáveis em certas condições.O Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) fica localizado a mais de 800 metros abaixo da superfície terrestre, na mina Soudan no norte de Minnesota. O experimento usa 30 detectores feitos de germânio e silício na tentativa de detectar essas WIMPs. Os detectores são arrefecidos a temperaturas muito próximas ao zero absoluto (-273ºC). A interação dessas partículas com o cristal dos detectores depositam energia na forma de calor, e na forma cargas que se movem quando um campo elétrico é aplicado. Sensores especiais detectam estes sinais (corrente elétricas), que são amplificados e registrados em computadores para serem analisados. A comparação entre o tamanho e tempo relativo destes dois sinais, calor e carga, permite aos pesquisadores contabilizar se essas partículas são WIMPs ou uma das inúmeras partículas conhecidas que vêm tanto de decaimentos radioativos ou do espaço sob a forma de raios cósmicos (radiação de fundo). Estas partículas de fundo devem ser filtradas, se queremos detectar uma WIMP. Para isso, os detectores são envolvidos por camadas de materiais de blindagem (chumbo, por exemplo), além dos mais de 800 metros de rocha acima do experimento.O experimento do CDMS está à procura de Matéria Escura no Sudão desde 2003. Dados anteriores não mostraram evidência de WIMPs, mas deram a garantia de que a radiação de fundo foi reduzida a um nível tão baixo que uma WIMP teria como ser detectada por ano.Estamos agora reportando sobre um novo conjunto de dados tomados em 2007 - 2008, que equivale ao dobro de todos os conjuntos de dados anteriores. Para cada novo conjunto de dados, devemos avaliar com cuidado o desempenho de cada um dos detectores, excluindo os períodos em que eles não estavam funcionando corretamente. Os detectores estão expostos freqüentemente a dois tipos de radiação: raios gama e nêutrons. Os raios gama são a principal fonte de radiação de fundo. Os Nêutrons são partículas de matéria normal que interagem com os núcleos de germânio da mesma forma que as WIMPs. Além disso, um nêutron pode interagir com mais de um dos detectores. A expectativa é de que não mais que um evento de fundo apareçam na região do espectro onde as WIMPs devem aparecer. Essa região, e a dos eventos de fundo, se sobrepõem em uma parte do espectro, fazendo com que cerca de 2/3 dos dados, que podem conter eventos de WIMPs, sejam descartados.Os cientistas têm um rigoroso conjunto de critérios para determinar se uma nova descoberta foi feita. A proporção de eventos de WIMPs para eventos de radiação de fundo deve ser grande o suficiente para que não haja qualquer dúvida. Normalmente deve haver menos de uma chance em mil de um sinal que está sendo contado como WIMP ser devido a uma interação de fundo. A taxa de interação WIMP com núcleos deve ser inferior a um determinado valor que depende da massa do WIMP. Os valores numéricos obtidos para estas taxas de interação, a partir deste conjunto de dados, são mais rigorosos do que aqueles obtidos a partir de dados anteriores para a maioria das massas WIMP prevista por teorias. Esses limites superiores são bastante valiosos para eliminar uma série de teorias que procuram explicar a Matéria Escura.O que estar por vir? No verão de 2010, teremos detectores cerca de três vezes mais perto do zero absoluto. Assim, pacientemente, cientistas esperarão  que WIMPs interajam de forma perfeita com os núcleos de germânio, oferecendo evidências convincentes para a detecção direta de Matéria Escura em laboratório.O experimento CDMS é financiado pelo U.S. Department of Energy e a National Science Foundation.Agora é só esperar pelo próximo ano. Teremos então a tão esperada revolução científica, no que diz respeito ao conhecimento do universo, ou então mais uma grande frustração, muito comum na história da ciência. Caso a segunda situação ocorra, pelo menos, muitos físicos teóricos ainda terão a credibilidade de suas teorias mantidas. Porém, mais cedo, ou mais tarde, elas cairão por terra. Viva o maravilhoso mundo da ciência.