Que lugar melhor para procurar matéria escura do que no poço de uma mina? Uma equipe de pesquisa da Universidade da Flórida passou nove anos monitorando qualquer sinal de material ilusório usando detectores de germânio e silício resfriados a uma fração de grau acima do zero absoluto. E o resultado? Um par de talvez e uma determinação corajosa de continuar procurando.
O caso da matéria escura pode ser apreciado considerando-se o sistema solar em que, para permanecer em órbita ao redor do Sol, Mercúrio precisa se mover a 48 quilômetros por segundo, enquanto Netuno distante pode se mover a 5 km por segundo. Surpreendentemente, esse princípio não se aplica na Via Láctea ou em outras galáxias que observamos. De um modo geral, você pode encontrar coisas nas partes externas de uma galáxia espiral que estão se movendo tão rápido quanto as coisas próximas do centro galáctico. Isso é intrigante, principalmente porque não parece haver gravidade suficiente no sistema para segurar as coisas que orbitam rapidamente nas partes externas - o que deve apenas voar para o espaço.
Portanto, precisamos de mais gravidade para explicar como as galáxias giram e permanecem juntas - o que significa que precisamos de mais massa do que podemos observar - e é por isso que invocamos matéria escura. Invocar a matéria escura também ajuda a explicar por que os aglomerados de galáxias permanecem juntos e explica os efeitos das lentes gravitacionais em larga escala, como pode ser visto no Bullet Cluster (foto acima).
A modelagem por computador sugere que as galáxias podem ter halos de matéria escura, mas também têm matéria escura distribuída por toda a sua estrutura - e juntas, toda essa matéria escura representa até 90% da massa total de uma galáxia.
O pensamento atual é que um pequeno componente da matéria escura é bariônico, significando coisas compostas de prótons e nêutrons - na forma de gás frio, além de objetos densos e não radiantes, como buracos negros, estrelas de nêutrons, anãs marrons e planetas órfãos (tradicionalmente conhecido como Objetos Halo Compactos Astrofísicos Massivos - ou MACHOs).
Mas não parece que exista matéria bariônica escura quase suficiente para explicar os efeitos circunstanciais da matéria escura. Daí a conclusão de que a maioria da matéria escura deve ser não-bariônica, na forma de Partículas Maciças com Interação Fraca (ou WIMPs).
Por inferência, o WIMPS é transparente e não reflete todos os comprimentos de onda e provavelmente não carrega uma carga. Os neutrinos, que são produzidos em abundância a partir das reações de fusão das estrelas, se encaixariam perfeitamente, exceto por não terem massa suficiente. O candidato WIMP atualmente mais favorecido é um neutralino, uma partícula hipotética prevista pela teoria da supersimetria.
O segundo experimento de busca de matéria escura criogênica (ou CDMS II) corre profundamente no subsolo da mina de ferro de Soudan, em Minnesota, situada lá; portanto, ele deve apenas interceptar partículas que possam penetrar profundamente no subsolo. Os detectores de cristal sólido CDMS II buscam eventos de ionização e fonão que podem ser usados para distinguir entre interações elétricas - e interações nucleares. Supõe-se que uma partícula WIMP de matéria escura ignore elétrons, mas potencialmente interaja com (ou seja, ricocheteia) um núcleo.
Dois possíveis eventos foram relatados pela equipe da Universidade da Flórida, que reconhecem que suas descobertas não podem ser consideradas estatisticamente significativas, mas podem pelo menos fornecer algum escopo e orientação para futuras pesquisas.
Ao indicar o quão difícil de detectar diretamente (ou seja, o quão "escuro") os WIMPs realmente são - as descobertas do CDMS II indicam que a sensibilidade dos detectores precisa aumentar um pouco.
