Equipa com investigadores da UC pode ter descoberto novas partículas

Cinco investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) integram uma equipa internacional que anunciou, hoje (17), “um surpreendente número de eventos registados pelo ‘XENON1T’, o sistema mais sensível de sempre na detecção de matéria escura [partículas]”.

A natureza destes eventos não está, porém, ainda totalmente desvendada, não declarando, a equipa, a descoberta de matéria escura. A sua assinatura é semelhante à produzida por quantidades residuais de trítio (um átomo de hidrogénio com dois neutrões e um protão no núcleo), mas pode ser, também, sinal de algo muito mais importante: “a existência de um novo tipo de partícula denominado axião solar ou de propriedades até agora desconhecidas dos neutrinos.

O ‘XENON1T’ esteve em operação entre 2016 e 2018 em Itália, tendo já mostrado conseguir registar outros eventos de muito difícil detecção.

“Uma radiação ao passar pelo alvo pode gerar, em geral, sinais ínfimos de luz e carga. A esmagadora maioria destes sinais (mais de 99,9 por cento) deve-se a radiações de origem conhecida, o que permite aos cientistas calcular com grande precisão o número de eventos esperado. E aqui observaram-se mais 22,8 por cento eventos em relação ao previsto”, diz José Matias-Lopes, investigador do Laboratório de Instrumentação, Engenharia Biomédica e Física da Radiação (LIBPhys) da FCTUC e coordenador da equipa portuguesa.

Uma possível explicação “terá a ver com a presença de trítio, um isótopo radioactivo do hidrogénio. Alguns átomos de trítio em 10 biliões de biliões de átomos de xénon seriam o suficiente para justificar o excesso de eventos registados, mas não existe ainda forma de medir estas tão ínfimas concentrações e assim confirmar esta hipótese”, esclarece.

Outra possibilidade, “muitíssimo mais interessante, é a existência de um novo tipo de partícula. De facto, o excesso de eventos observados tem energias similares às que se esperam para os axiões produzidas no sol”, avança José Matias-Lopes.

Embora os axiões não sejam matéria escura, o seu avistamento seria o primeiro de uma nova classe de partículas cuja existência é solidamente apoiada pelos estudos teóricos. Esta descoberta teria um forte impacto no avanço do conhecimento, não só da Astrofísica, mas também da própria Física.

A terceira e última explicação avançada para o excesso observado tem origem nos neutrinos, que passam aos biliões pelo nosso corpo a cada segundo, sem deixar rasto. A confirmar-se esta hipótese, o momento magnético (uma característica de todas as partículas) dos neutrinos teria de ser superior ao valor previsto pela teoria, o que obrigaria à necessidade de criar novos paradigmas e modelos físicos capazes de o explicar.

O ‘XENON1T’ vai ser substituído por um novo sistema de detecção ainda mais sensível, o ‘XENONnT’, que deverá entrar em funcionamento este Verão.

“Avizinham-se por isso tempos de grandes avanços e de descobertas que levam a largos passos em frente no conhecimento da Humanidade”, afirma o consórcio.