2018 foi um grande ano para a matéria escura.
Como sempre, os astrônomos não encontraram nada, que é invisível a todos os nossos telescópios, mas parece representar pelo menos 80% do universo em massa.
Houve relatos de um furacão de matéria escura, mas na verdade não podemos vê-lo. Foi descoberta uma galáxia que parecia não ter matéria escura, o que estranhamente teria provado que a matéria escura existia. Mas então a galáxia pode ter matéria escura, afinal - deixando a existência de matéria escura em dúvida para alguns físicos. Vários experimentos que deveriam detectar diretamente a matéria escura aqui na Terra não resultaram em nada.
Então, onde isso deixa os cientistas caçando matéria escura quando entramos em 2019? Bastante otimista, considerando tudo. A busca pela matéria escura segue adiante em todas as frentes.
De enormes detectores subterrâneos a enormes pesquisas no céu, aqui estão os quatro principais passos na busca por matéria escura em 2019.
LIGO volta a ficar online
O Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO), o detector americano que observou diretamente as primeiras ondas gravitacionais em 2015, começará sua terceira observação no início de 2019, coletando mais dados do que nunca após uma série de atualizações em seus equipamentos.
Então, o que um detector de ondas gravitacionais está fazendo em um artigo sobre matéria escura? Acontece que existem muitas possibilidades tentadoras de descobrir dicas de matéria escura usando dados de ondas gravitacionais - embora nenhuma delas ainda tenha sido realizada.
Pesquisadores em 2018 propuseram que, se um "fóton escuro" com uma massa muito leve espreitar em algum lugar do universo, seu sinal poderá aparecer nos dados do LIGO, causando irregularidades muito específicas nas assinaturas das ondas gravitacionais.
"Mostramos que os detectores de ondas gravitacionais terrestres e futuros baseados no espaço têm a capacidade de fazer uma descoberta", escreveram os pesquisadores.
Com o LIGO novamente on-line, encontrar evidências de matéria escura em dados de ondas gravitacionais é uma possibilidade muito real.
Físicos tentarão descobrir se o MiniBooNE desistiu do fantasma de um neutrino
Ao longo de 2018, os cientistas conversaram animadamente sobre resultados intrigantes de um experimento no Laboratório Nacional de Aceleradores da Fermilab, chamado MiniBooNE, sugerindo a presença de partículas que não deveriam existir. A melhor explicação até agora é que existe um quarto neutrino ainda não descoberto por aí, chamado neutrino estéril, que interage com o resto do universo ainda menos que seus outros primos neutrinos.
Alguns pesquisadores acreditam que o neutrino estéril pode ser uma partícula candidata à matéria escura e, ao final de 2018, os físicos estão reforçando suas perspectivas sobre essa anomalia. Procure cientistas pensando de novas maneiras sobre esses dados e neutrinos estéreis em geral em 2019.
Primeira luz no telescópio grande de pesquisa sinóptica (LSST)
Há um telescópio sendo construído no Chile que fará imagens detalhadas de vastas regiões do céu a cada 15 segundos, completando uma varredura completa do céu a cada três dias. Ao longo de 10 anos, ele comparará essas imagens uma e outra vez para rastrear como o céu muda e muda, fornecendo o recurso mais profundo de todos os tempos para entender como a matéria escura empurra e puxa o cosmos.
Os cientistas sabem, de maneira geral, que a matéria escura molda a maneira como as galáxias e suas estrelas se movem e interagem umas com as outras. O objetivo do LSST é preencher essa imagem, oferecendo um nível de detalhe sem precedentes sobre como o cosmos funciona. Isso deve oferecer aos astrofísicos uma riqueza de dados sobre a natureza da matéria escura e o papel que ela desempenha no universo.
E em 2019, pela primeira vez, os pesquisadores abrirão o olho de 2.800 kg desse telescópio e receberão luz. As operações científicas começam em 2022.
A corrida para construir um detector de próxima geração vai esquentar
Os físicos de partículas especulam há muito tempo que o primeiro sinal direto da matéria escura pode ser um brilho. Eis como pode funcionar: À medida que a matéria escura colide com substâncias inertes em salas muito escuras, essas substâncias emitem pequenas manchas de luz. Durante décadas, os cientistas construíram detectores de acordo com esse princípio, mas até agora nenhum deles produziu um resultado conclusivo.
Em 2019, os cientistas da China trabalharão duro na plataforma PandaX, que encara o xenônio o dia e a noite procurando um brilho. Esses cientistas estão atualizando rapidamente o detector para acomodar uma meta de xenônio de 4 toneladas (3,6 toneladas), informando que esperam concluir a maior parte desse trabalho ao longo de 2019 e 2020. O novo detector será chamado PandaX-xt.
Para não ficar atrás, os pesquisadores de Dakota do Sul concluirão as fases mais importantes da construção do LUX-ZEPLIN, que observará 10 toneladas (9 toneladas) de xenônio a quase uma milha da cidade de Lead, Dakota do Sul. Como o PandaX-xt, o projeto provavelmente não será concluído até 2020.
A Itália também avançará na atualização de seu detector, chamado apropriadamente XENON, para uma escala de 8 toneladas (7,2 toneladas). A atualização, chamada XENON-nt, deve ser encerrada em 2019.
A próxima fase
É sempre possível que algum experimento em algum lugar apareça evidência específica e incontestável de que realmente existe um tipo específico de partícula de matéria escura possível. Mas a curto prazo, em quase todas as áreas, os físicos estão focados em usar as lições do passado para informar maiores e melhores caçadas de matéria escura no futuro. Um achado incontestável de matéria escura aparecerá em 2019? Isso pode ser um pouco otimista. Mas os físicos que perseguem esse objetivo estão se preparando para caçar com mais precisão e poder do que nunca.
