XENON1T, o detector mais sensível na Terra à procura de matéria escura, revela seus primeiros resultados

Os cientistas do XENON1T, o detector mais sensível de matéria escura do mundo, afirmaram que obtiveram o melhor resultado neste campo até agora, após um curto experimento de 30 dias.

Nesse ritmo, a poderosa máquina representa uma boa esperança para a identificação da substancia misteriosa.

A matéria escura é cinco vezes mais abundante do que a matéria regular no universo. Diversas medições astronômicas corroboram sua existência, mas as interações das suas partículas com as da matéria comum são tão fracas que escaparam à detecção direta até agora.

XENON1T

A Colaboração XENON é composta por 135 pesquisadores dos Estados Unidos, Alemanha, Itália, Suíça, Portugal, França, Holanda, Israel, Suécia e Emirados Árabes Unidos, e está em seu segundo detector, ainda mais sensível que o primeiro. Com uma massa total de cerca de 3.200 kg, ele é o maior de seu tipo já construído.

O resultado de uma primeira execução mostra que o dispositivo atingiu um nível muito baixo de radioatividade, muitas ordens de magnitude abaixo dos materiais circundantes na Terra.

A combinação de seu tamanho significativamente maior com um nível muito inferior de radioartividade implica um excelente potencial de descoberta de matéria escura nos próximos anos.

Bem protegido

O detector central de XENON1T, uma câmara com xenônio líquido, não é visível. Ele fica dentro de um criostato no meio de um tanque de água, totalmente submerso, a fim de protegê-lo tanto quanto possível de radioatividade natural na caverna italiana onde se encontra.

O criostato mantém o xenônio a uma temperatura de -95°C sem congelar a água circundante. A montanha acima do laboratório protege ainda mais o detector, evitando perturbações por raios cósmicos.

Mas proteger XENON1T do mundo exterior não é suficiente, já que todos os materiais na Terra contêm minúsculos vestígios de radioatividade natural. Assim, foi tomado o extremo cuidado para encontrar, selecionar e processar os materiais do detector para alcançar o menor conteúdo radioativo possível.

Em busca de WIMPs

De acordo com os pesquisadores Laura Baudis, da Universidade de Zurique, e Manfred Lindner, do Instituto Max-Planck de Física Nuclear, essas medidas de cautela permitiram que o XENON1T alcançasse um “silêncio” recorde, o que é necessário para ouvir a voz muito fraca da matéria escura.

A interação de partículas em xenônio líquido leva a pequenos flashes de luz. Isto é o que os cientistas estão gravando e estudando para inferir a posição e a energia da partícula WIMP, uma boa candidata para ser a matéria escura. A informação espacial permite aos pesquisadores selecionar interações que ocorrem no núcleo central do detector.

Apesar da brevidade desse experimento científico, a sensibilidade do XENON1T já superou a de qualquer outra experiência no campo.

“WIMPs não apareceram nesta primeira pesquisa com o XENON1T, mas também não os esperávamos tão cedo”, disse Elena Aprile, professora da Universidade de Columbia e porta-voz do projeto. “A melhor notícia é que o experimento continua a acumular excelentes dados, o que nos permitirá testar muito em breve a hipótese WIMP como nunca antes”.

Uma nova fase para detectar a matéria escura acaba de começar com o XENON1T, e “estamos orgulhosos de estar na vanguarda da corrida com este detector surpreendente”, completa Aprile. [Phys]

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