sábado, 29 de janeiro de 2011

LHC Se Aproxima da Detecção da Matéria Escura


(Imperial / Cienctec) Os físicos estão mais perto do que nunca de encontrar a fonte da misteriosa matéria escura do universo, isso devido a um ano que superou as expectativas de pesquisa e trabalho no detector de partícula chamado de Compact Muon Solenoid (CMS) que é parte do Large Hadron Collider (LHC) no CERN em Genebra.

Os cientistas estão agora a primeira corrida de experimentos que colide prótons a uma velocidade próxima da velocidade da luz. Quando essas partículas subatômicas colidem no coração do detector CMS, a energia resultante e a densidade são similares àquelas que estavam presentes nos primeiros instantes do universo, imediatamente após o Big Bang há 13.7 bilhões de anos. A condições únicas criadas por essa colisão podem levar a produção de novas partículas que existiam nesses instantes iniciais e que desde então desapareceram.

Os cientistas dizem que eles estão bem no caminho de serem capazes de confirmar ou provar uma das teorias primárias que poderia resolver muitas das questões fundamentais da física de partículas, conhecida como Supersimetria (SUSY). Muitos esperam que ela poderia ser uma extensão valida da conhecida teoria das partículas subatômicas com uma precisão impressionante, mas falha ao incorporar a relatividade geral, a matéria escura e a energia escura.
A matéria escura é uma substância invisível que nós não podemos detectar diretamente mas a sua presença é inferida a partir da rotação das galáxias. Os físicos acreditam que ela seja parte de um quarto da massa do universo sendo que a matéria ordinária e visível faz parte somente de 5% da massa do universo. Sua composição é um mistério, levando a intrigantes possibilidades de coisas não descobertas da física.

O professor Geoff Hall do Department of Physics no Imperial College de Londres, que trabalhou no experimento do SMS, disse: “Nós tomamos um importante passo em direção à caça pela matéria escura, embora nenhuma descoberta tenha sido feita ainda. Esses resultados chegaram mais rápido do que esperávamos pois o LHC e o CMS funcionaram melhor no ano de 2010 do que podíamos imaginar e nós agora estamos muito otimistas na possibilidade de descobrir a Supersimetria nos próximos anos”.

A energia lançada na colisão próton-próton no CMS se manifesta como partículas voando para todas as direções. A maior parte das colisões produzem partículas conhecidas, mas em raras ocasiões, novas são produzidas, incluindo aquelas previstas pela SUSY – conhecidas como partículas supersimétricas ou “sparticles”. A sparticle mais leve é uma candidata natural para a matéria escura, à medida que ela é estável e o CMS só poderia vê-la através da ausência de seu sinal no detector levando a uma não alteração da energia e do momento.

Para pesquisar por sparticles, o CMS olha as colisões que produzem dois ou mais jatos de alta energia (conjuntos de partículas que viajam aproximadamente na mesma direção) e significante perda de energia.

O Dr. Oliver Buchmueller, também do Department of Physics no Imperial College de Londres, mas que fica baseado no CERN, explica: “Nós precisamos ter um bom entendimento das colisões ordinárias assim podemos reconhecer uma que seja diferente quando ela acontecer. Essas colisões são raras mas podem ser produzidas pela física conhecida. Nós examinamos aproximadamente 3 trilhões de colisões próton-próton e descobrimos 13 do tipo SUSY, mais ou menos o que esperávamos encontrar. Embora nenhuma evidência para a presença das sparticles foi encontrada, essa medida estreita a área de pesquisa para a matéria escura de forma significante”.

Os físicos estão agora estão esperando poder rodar o LHC e o CMS em 2011 e esperam conseguir dados que confirmem a Supersimetria como uma explicação para a matéria escura.

O experimento CMS é um dos dois experimentos de propostas gerais desenhados para coletar dados do LHC, juntamente com o ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). O High Energy Physics Group do Imperial College tem tido papel fundamental no desenvolvimento e na construção do CMS e agora muitos de seus membros estão trabalhando na missão de encontrar novas partículas incluindo o elusivo bóson de Higgs (se é que ele existe) e então resolver alguns dos mistérios da natureza, como de onde veio a massa, por que não existe anti-matéria no nosso universo e se existem mais de três dimensões espaciais.

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