Enquanto nos ajudou a desvendar muitos misterios do universo, algumas grandes perguntas ainda permanecem nao respondidas.Confira quatro que estao atualmente impulsionando os campos da cosmologia e da fisica de particulas. As duas primeiras ja estao sendo abordadas por meio de experimentos em andamento, enquanto as duas ultimas sao questoes fundamentais cuja resolucao pode chegar em dias, decadas, seculos ou ate mesmo nunca.Desde a decada de 1970, sabemos que existe algo estranho chamado de materia escura. Ela domina nao apenas galaxias, mas aglomerados de galaxias, e e mais de 10 vezes mais abundante do que toda a materia visivel no universo.Mas do que e feita? Sabe-se la.Argumentos decorrentes de nossa compreensao da origem de elementos leves no Big Bang implicam que este material nao pode ser feito de materia normal, ou seja, a materia composta de protons, neutrons e eletrons, os blocos de construcao de todos os atomos. Se, em vez disso, ela e feita de um tipo de particula elementar que nao interage eletromagneticamente, a materia escura deve existir como um gas difuso ou particulas permeando galaxias, incluindo a nossa. Como resultado, nao esta apenas la fora, esta aqui, passando por voce e por mim.Esta possibilidade proporciona simultaneamente um desafio e uma oportunidade. Sem saber a identidade da materia escura, as tentativas de detecta-la diretamente exigem alguns palpites sobre o que poderia ser. No entanto, ha uma possibilidade de detecta-la diretamente. Tal deteccao pode revelar nao apenas sua natureza, mas tambem poderia nos dizer algo fundamental sobre particulas e forcas elementares.Hoje, ha duas abordagens diferentes para detectar a materia escura: detectores subterraneos profundos, que esperam pegar sinais minusculos das raras particulas de materia escura que dispersem de um nucleo e depositem energia atomica; e a abordagem do Grande Colisor de Hadrons, o maior acelerador de particulas do mundo, que pode recriar brevemente as condicoes do universo jovem, onde estas novas particulas elementares nasceram, produzindo um numero suficiente delas a fim de serem detectadas em colisoes.O Grande Colisor de Hadrons, naturalmente, faz mais do que procurar a materia escura. Por exemplo, ja descobriu coisas como o boson de Higgs. No entanto, cada nova descoberta na fisica gera mais perguntas. O boson da massa a particulas que transmitem a forca fraca. Isso determina a natureza da referida forca. Mas por que o Higgs existe na escala que existe? Porque a forca fraca e muito mais fraca do que, digamos, a forca forte, e por que essas forcas, incluindo o eletromagnetismo, sao muito mais fortes do que a forca da gravidade?Os cientistas esperam que o acelerador lance luz sobre essas questoes. E, curiosamente, a materia escura pode desempenhar um papel nisso tambem. Talvez a mais interessante explicacao possivel de por que a forca fraca e fraca postula a existencia de uma nova simetria na natureza, chamada supersimetria, que preve todo um novo conjunto de particulas elementares que ainda nao foram vistas.A mais leve destas particulas poderia ser absolutamente estavel, e e uma excelente candidata para a materia escura. Assim, se o colisor descobrir esta particula, pode nao so desvendar o misterio da materia escura, como