🌑 Este sinal inesperado poderia vir da matéria escura?

Um detector enterrado profundamente sob a terra registrou um evento que os pesquisadores ainda não conseguem associar a uma causa conhecida.

O experimento LUX-ZEPLIN, ou LZ, procura diretamente as partículas que poderiam constituir a matéria escura. Essa matéria invisível é deduzida de seus efeitos gravitacionais sobre as galáxias e outros objetos celestes. Sua natureza permanece desconhecida, pois nenhuma de suas supostas partículas foi detectada com certeza até o momento.

Para tentar detectar uma delas, o LZ utiliza cerca de 10 toneladas de xenônio líquido de altíssima pureza. O detector está localizado a quase 1,5 km de profundidade, em Dakota do Sul. Essa profundidade bloqueia grande parte das partículas vindas do espaço que poderiam produzir sinais falsos.

Quando uma partícula atinge um átomo de xenônio, ela pode provocar minúsculas emissões de luz e liberar elétrons. Os pesquisadores analisam esses rastros para determinar sua origem. Eles procuram, em particular, as WIMP, partículas hipotéticas massivas que interagiriam muito raramente com a matéria comum.

A nova análise abrange 220 dias de medições coletadas entre março de 2023 e abril de 2024. Ela explora interações capazes de depositar mais energia do que aquelas procuradas nas análises anteriores. Um evento se destaca: após meses de verificações, a equipe não encontrou um ruído de fundo conhecido que permitisse explicá-lo facilmente.

O resultado atinge 2,6 sigma, uma medida estatística usada para estimar o quanto um resultado se distingue do simples acaso. Na física de partículas, uma descoberta geralmente exige 5 sigma. Segundo a equipe, os ruídos de fundo conhecidos teriam cerca de 0,5% de probabilidade de produzir um resultado pelo menos tão incomum.

Se o evento tivesse realmente origem em uma partícula de matéria escura, ela provavelmente teria uma massa superior a aproximadamente 200 vezes a de um próton. Também corresponderia a um tipo de interação mais amplo do que os modelos mais simples normalmente testados pelo LZ. Por enquanto, esse cenário continua sendo uma possibilidade entre outras.

Os pesquisadores permanecem especialmente cautelosos porque dispõem de apenas um evento. Um fenômeno raro ainda mal compreendido no detector também poderia ser o responsável. Por isso, a equipe trabalha nas calibrações e nas possíveis fontes de ruído nessa faixa de energia.

Os próximos passos dependerão sobretudo dos novos dados. O LZ continua registrando interações em seu reservatório de xenônio. Se outros eventos semelhantes surgirem, a relevância estatística do sinal poderá aumentar. Se ele permanecer isolado, sua importância poderá, ao contrário, diminuir à medida que as medições se acumularem.