De um comunicado de imprensa do Imperial College London:
Físicos dizem que estão mais perto do que nunca de encontrar a fonte da misteriosa matéria escura do Universo, após um ano melhor do que o esperado de pesquisa no detector de partículas Compact Muon Solenóide (CMS), parte do Large Hadron Collider (LHC) no CERN em Genebra .
Os cientistas já realizaram a primeira série completa de experimentos que esmagam prótons quase à velocidade da luz. Quando essas partículas subatômicas colidem no coração do detector CMS, as energias e densidades resultantes são semelhantes às presentes nos primeiros instantes do Universo, imediatamente após o Big Bang, cerca de 13,7 bilhões de anos atrás. As condições únicas criadas por essas colisões podem levar à produção de novas partículas que existiriam naqueles instantes iniciais e que desapareceram desde então.
Os pesquisadores dizem que estão a caminho de confirmar ou descartar uma das principais teorias que poderiam resolver muitas das questões pendentes da física de partículas, conhecida como Supersimetria (SUSY). Muitos esperam que possa ser uma extensão válida para o Modelo Padrão da física de partículas, que descreve as interações de partículas subatômicas conhecidas com uma precisão surpreendente, mas falha em incorporar a relatividade geral, a matéria escura e a energia escura.
A matéria escura é uma substância invisível que não podemos detectar diretamente, mas cuja presença é inferida pela rotação das galáxias. Os físicos acreditam que ele compõe cerca de um quarto da massa do Universo, enquanto a matéria comum e visível representa apenas cerca de 5% da massa do Universo. Sua composição é um mistério, levando a possibilidades intrigantes da física até então desconhecida.
O professor Geoff Hall, do Departamento de Física do Imperial College de Londres, que trabalha no experimento CMS, disse: “Demos um importante passo adiante na busca pela matéria escura, embora ainda não tenha sido descoberta. Esses resultados chegaram mais rápido do que esperávamos, porque o LHC e o CMS foram melhores no ano passado do que esperávamos e agora estamos muito otimistas quanto às perspectivas de reduzir a supersimetria nos próximos anos. ”
A energia liberada nas colisões próton-próton no CMS se manifesta como partículas que voam em todas as direções. A maioria das colisões produz partículas conhecidas, mas, em raras ocasiões, novas podem ser produzidas, incluindo as previstas pela SUSY - conhecidas como partículas supersimétricas ou 'sparticles'. A partícula mais leve é uma candidata natural à matéria escura, pois é estável e o CMS apenas 'veria' esses objetos através da ausência de seu sinal no detector, levando a um desequilíbrio de energia e momento.
Para procurar por sparticles, o CMS procura colisões que produzem dois ou mais 'jatos' de alta energia (cachos de partículas que viajam aproximadamente na mesma direção) e falta significativa de energia.
O Dr. Oliver Buchmueller, também do Departamento de Física do Imperial College de Londres, mas com sede no CERN, disse: “Precisamos de um bom entendimento das colisões comuns, para que possamos reconhecer as incomuns quando elas acontecem. Tais colisões são raras, mas podem ser produzidas pela física conhecida. Examinamos cerca de 3 trilhões de colisões próton-próton e encontramos 13 'SUSY-like', em torno do número que esperávamos. Embora não tenham sido encontradas evidências de sparticles, essa medida reduz a área para a busca de matéria escura significativamente. ”
Os físicos agora estão ansiosos pela execução do LHC e CMS em 2011, que deve trazer dados que possam confirmar a supersimetria como uma explicação para a matéria escura.
O experimento CMS é um dos dois experimentos de propósito geral projetados para coletar dados do LHC, junto com o ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). O Grupo de Física de Alta Energia da Imperial desempenhou um papel importante no projeto e construção do CMS e agora muitos dos membros estão trabalhando na missão de encontrar novas partículas, incluindo a indescritível partícula do bóson de Higgs (se existir), e resolver algumas das mistérios da natureza, como de onde vem a massa, por que não há anti-matéria em nosso universo e se existem mais de três dimensões espaciais.
