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Detecção Direta

Detectar diretamente as partículas de matéria escura é uma difícil tarefa, afinal essas partículas não interagem eletromagneticamente, ou seja, não absorvem ou emitem luz. Apenas esse fato já seria um grande desafio a ser vencido, mas a pequena densidade das partículas de matéria escura em nossa Galáxia se apresenta como um desafio ainda maior, com tudo isso a probabilidade de detecção direta das partículas da matéria escura em nosso sistema solar se torna muito pequena e uma árdua tarefa.

A solução para esse problema é procurar as partículas de matéria escura no halo de nossa galáxia, os modelos de matéria escura prevêem que aproximadamente 1 bilhão de partículas por segundo passam pelo nosso planeta sem interagir com a matéria bariônica. Na Terra, vários detectores estão localizados em cavidades subterrâneas, onde o ruído perturbador é minimizado. A esperança é que um destes detectores, um dia, possa “pegar” uma partícula de matéria escura que esteja passando pela Terra.

Os esconderijos para as partículas que compõem a matéria escura estão diminuindo, os principais experimentos visando à detecção de matéria escura estão apenas começando a operar em níveis de sensibilidade que se acredita ser suficientes para detectar os sinais dessas partículas, a comunidade científica espera que a resposta para esse mistério possa aparecer nos próximos anos.

Apesar que os detectores apresentarem algumas diferenças entre si, o procedimento básico para a detecção é praticamente o mesmo em todos eles.

Figura 1 – Idéia básica de um detector de partículas de matéria escura. A detecção direta ocorre quando uma WIMP vinda do halo galáctico se choca com o núcleo atômico, normalmente é de um tipo de cristal, colocado em uma mina subterrânea a temperaturas baixas o suficiente para evitar a interferência ou ruído das partículas conhecidas, espera-se que o recuo do núcleo do cristal emita um sinal com características que permitam identificar as características das partículas de matéria escura que causaram a colisão.

Crédito do Vídeo History Channel

Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=akxCff9g3ZQ

Os físicos que procuram a matéria escura se envolvem em uma variedade estonteante de experimentos, uma verdadeira sopa de letrinhas de acrônimos, todos usando diferentes técnicas e tecnologias. Dessa forma que os físicos procuram algo quando eles não sabem precisamente suas propriedades.

Figura 2 – Experimentos que estão buscando o sinal das partículas de matéria escura.

Crédito da Figura: Em Busca da Matéria Escura em laboratórios terrestres Rogério Rosenfeld Instituto de Física Teórica/UNESP

Disponível em: https://www.ift.unesp.br/br/Home/extensao/astroparticulas4-2008.pdf

O problema é que, os vários experimentos que detectaram possíveis indícios de matéria escura não concordam entre si. A solução para esse problema é tentar diminuir a interferência e ruídos que possam ter origem terrestre, para isso os experimentos são colocados em minas subterrâneas cada vez mais profundas.

Figura – 3 Profundidades dos experimentos que procuram por sinais de partículas de matéria escura.

Crédito da figura: Revista Nature February, Vol 494, pag 291 a 292.

Disponível em: http://www.nature.com/news/dark-matter-hunt-gets-deep-1.12455

Saiba mais

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