Os cientistas projetaram um detector de ‘rádio cósmica’ que poderia descobrir a matéria escura em 15 anos.
Publicado hoje em NaturezaCientistas da King’s College London, Harvard University, UC Berkley e outros compartilharam a base do que eles acreditam que será o detector de matéria escura mais precisa até o momento.
A matéria escura é a forma não observável de matéria pode representar até 85% da massa no universo, mas os cientistas não têm certeza exatamente do que é.
Os axiões são um dos principais candidatos a matéria escura. Essas são partículas pequenas e fracamente interagentes que poderiam existir no universo – responsáveis pelos efeitos gravitacionais no espaço que ainda não podem ser explicados.
Pensa -se que os axiões tenham uma frequência como uma onda, mas os cientistas não sabem onde existem no espectro eletromagnético – embora se pensem que variam de Kilohertz, uma frequência que pode ser ouvida pelos seres humanos, até a frequência de terahertz muito alta.
No estudo mais recente, os pesquisadores explicam como um detector que eles duvidam de um rádio de carro cósmico poderia alertar os cientistas quando encontrar a frequência do axião. Conhecida como uma quasipartícula de axion (aq), a equipe acredita que poderia ajudar a descobrir a matéria escura em quinze anos.
O AQ é projetado para que sua frequência possa ser transmitida ao espaço, uma frequência que corresponderia ao axion. Quando identifica e ‘músicas’ para essa frequência, emitirá quantidades muito pequenas de luz. A AQ opera nas mais altas frequências de Terahertz, que muitos pesquisadores acreditam ser o local mais promissor para procurar axiões.
O co-autor Dr. David Marsh, membro do Ernest Rutherford no King’s College London, disse: “Agora podemos construir um detector de matéria escura que é essencialmente um rádio de carro cósmico, sintonizando as frequências da galáxia em geral até encontrarmos o axião. Já temos a tecnologia, agora é apenas uma questão de escala e tempo”.
A equipe acredita que, criando uma peça de material AQ muito maior, eles podem criar um detector em funcionamento em cinco anos. Depois disso, eles estimam que levará mais uma década de digitalização do espectro de altas frequências, onde se pensa que a matéria escura está escondida antes que eles o encontrem.
Para criar as quasipartículas, os pesquisadores usaram o Bismuto Telluride de Manganês (Mnbi₂te₄), um material conhecido por suas propriedades eletrônicas e magnéticas únicas. Isso foi raspado para apenas algumas camadas bidimensionais de material em camadas em cima um do outro.
Tendo desenvolvido o material nos últimos seis anos no laboratório, Jian-Xiang Qiu, o principal autor da Universidade de Harvard disse “porque o Mnbi₂te₄ é tão sensível ao ar que precisávamos esfoliar-o a algumas camadas atômicas para ajustar suas propriedades com precisão. Isso significa ver esse tipo de física interessante e ver como a interação com outras quantidades de contas.
O Dr. Marsh acrescentou: “Este é um momento realmente emocionante para ser um pesquisador de matéria escura. Há tantos artigos publicados agora sobre axiões quanto sobre o Bosão de Higgs um ano antes de ser encontrado. Os teóricos propuseram que os axiões agiram como um rádio em 1983 e agora sabemos que podemos nos sintonizar-estamos fechando o axiono e rápido”.