____Neutralino
é um amálgama
das superparceiras do fóton
(que transmite a força eletromagnética). O nome é um tanto infeliz:
" neutralino" soa muito parecido a
" neutrino", e
as duas partículas, de fato, compartilham várias propriedades, mas são bem
diferentes.____O
atual modelo_padrão_das_partículas elementares não contém exemplos de partículas que
poderiam servir como matéria_escura_fria, mas extensões do modelo
padrão - criadas por motivos inteiramente separados das necessidades da
astronomia - oferecem muitos candidatos plausíveis:
- Neutralino
( teoria de supersimetria
predizem que o neutralino interagirá
por meio de uma força maior que a gravitação: a força nuclear fraca )
- Bóson
Z (que transmite a força nuclear fraca: gravitação)
- e
talvez, outros tipos de partículas
____Embora
o neutralino seja pesado, pelos padrões normais, é a mais leve das
partículas supersimétricas. Como tal, ele deve ser estável: se uma
superpartícula é instável, ela deve decair para duas superpartículas mais
leves, e o neutralino já é a mais leve. ____A
massa, estabilidade e neutralidade do neutralino satisfazem todos os requisitos
para uma matéria escura fria. ____O neutralino é uma partícula especialmente avessa a colisão. Considerando-se a
massa estimada de neutralino e sua baixa tendência a colisão, a massa total em
neutralinos casa-se quase exatamente com a massa inferida para matéria escura
do Universo. Esta correspondência é um sinal de que
neutralinos seriam
realmente matéria escura.
Revista
SCIENTIFIC AMERICAN - Brasil - ANO 1 - N° 11 - Abril de 2003 www.sciam.com.br
____O neutralino é uma partícula
prevista pela chamada extensão supersimétrica (SUSY) do modelo_padrão. A supersimetria pode unificar as forças eletrofraca e
forte (e mesmo a gravidade). SUSY prevê que todas as partículas do
modelo padrão possuem superparceiros (designados por um sufixo "ino",
como o fot ino que é o parceiro supersimétrico do fóton). Quarks
e léptons, que são férm ions (partículas com spin
semi-inteiro ímpar), possuem superparceiros que são bósons (partículas
com spin inteiro), enquanto os bósons que carregam as forças
fundamentais possuem superparceiros fermiônicos.
____Os superparceiros das partículas conhecidas são muito pesados e fora do
alcance energético dos aceleradores de partículas em operação no
momento. Entretanto o neutralino é
uma superposição de estados associados aos Higgsinos (superparceiros
associados aos bósons de Higgs) e que tem a propriedade de ser estável
(o que significa que eles ainda devem existir como relíquias do big bang)
além de ser a partícula supersimétrica mais leve (50-500GeV/c2) e justamente por isso altamente testável. O bóson the Higgs é uma
partícula prevista pelo modelo padrão e seria responsável por conferir
massa aos bósons mediadores da interação eletrofraca. Físicos de partículas
trabalhando no experimento ALEPH em andamento no LEP (Large Electron
Positron) anunciaram a possível descoberta do Higgs (considerado o
"Santo Graal" da física de partículas) com massa de 114,9
GeV/c2. O experimento continua coletando dados para afastar a
possibilidade de eventos de fundo.
____No tocante à parte experimental, destacam-se o experimento no Livermore
National Laboratory em busca de axions
e os experimentos DAMA
(em Gran Sasso, Itália) e CDMS
(em Stanford) em busca de neutralinos
existentes no halo da Via-láctea.
Estes dois últimos são experimentos muito sofisticados montados em minas a vários metros de profundidade no subsolo e utilizando detetores
de alta tecnologia. A colaboração DAMA recentemente anunciou a
deteção de neutralinos (suspense)
. O resultado não foi reproduzido pelo CDMS, entretanto estes utilizam
detetores diferentes e sua atual sede, em Stanford, não fica muito abaixo
do solo, estando sujeita a interferência de neutrinos atmosféricos.
Eles estão se mudando para uma nova sede, metros de profundidade no
subsolo (para se livrarem da interferência dos neutrinos atmosféricos)
. Além disso ambos estão fabricando detetores mais sensíveis que poderão
confirmar os resultados logo. (Ver: Laboratório) A descoberta do bóson de Higgs é
importante para consolidar o modelo padrão das partículas elementares e
ao mesmo tempo proporciona a base para a sua extensão supersimétrica; o neutralino,
por exemplo, é uma superposição de higgsinos. A descoberta dos neutralinos
por sua vez constituiria a primeira evidência empírica para a
supersimetria além de explicar a natureza da matéria_escura_fria, consolidando o modelo de matéria escura fria de
formação de estrutura (tão bem sucedido na explicação das estruturas
do universo em grande escala- os aglomerados, os vazios, os filamentos, as
paredes, etc.) . Juntamente com a descoberta da massa
do neutrino (o modelo padrão prevê neutrinos
sem massa) estes novos avanços estão apontando para uma nova física e
como veremos a recente descoberta da constante cosmológica e do universo
acelerado também estão apontando para uma nova cosmologia que consolidou
o cenário inflacionário. Também é interessante observar a prolífica
interação entre a física de partículas e a cosmologia, uma área de
pesquisa denominada astrofísica de partículas.
Ricardo
O. de Mello Estudante
de doutorado do Departamento de Física-Matemática do Instituto de Física
da USP na área de Física de Partículas e Campos. Atualmente pesquisa
gravitação quântica em 1+1 dimensões. http://www.cosmobrain.com/cosmobras/artigos/artigo_012001.html
(Link desativado) |
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MATÉRIA
ESCURA FRIA.
Se
pudéssemos ver a matéria escura fria, a Via Láctea pareceria muito
diferente. O familiar disco espiral, onde se localiza a maiorias das
estrelas, seria encoberto por uma densa névoa de partículas de matéria
escura. Os astrônomos avaliam que a névoa escura tem dez vezes a massa
do disco, e é quase dez vezes maior em diâmetro.
Tudo
que sabemos é que a matéria escura se junta, provendo uma âncora
gravitacional para galáxias e estruturas maiores como aglomerados de
galáxias.
Afinal,
considera-se que a matéria escura domina a Galáxia.
Revista
SCIENTIFIC AMERICAN
ANO 1 - N°11 Abril de 2002. |
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