Há alguns anos, a Carga útil para exploração de matéria antimatéria e astrofísica dos núcleos de luz, PAMELA, nos enviou algumas informações curiosas ... uma sobrecarga de anti-matéria na Via Láctea. Por que esse membro do espectro de raios cósmicos tem implicações interessantes para a comunidade científica? Isso poderia significar a prova necessária para confirmar a existência de matéria escura.
Empregando o Telescópio de Grande Área Fermi, pesquisadores do Instituto Kavli de Astrofísica e Cosmologia de Partículas (KIPAC) da Universidade de Stanford puderam verificar os resultados das descobertas de PAMELA. Além disso, por estar no extremo de alta energia do espectro, essas abundâncias parecem verificar o pensamento atual sobre o comportamento da matéria escura e como ela pode produzir pósitrons.
“Existem várias teorias, mas a idéia básica é que, se uma partícula de matéria escura atender ao seu antipartícula, ambas serão aniquiladas. E esse processo de aniquilação geraria novas partículas, incluindo pósitrons. ” diz Stephan Funk, professor assistente em Stanford e membro da KIPAC. “Quando o experimento PAMELA analisou o espectro de pósitrons, o que significa amostrar pósitrons em uma gama de níveis de energia, descobriu mais do que seria esperado em processos astrofísicos já entendidos. A razão pela qual PAMELA gerou tanta emoção é que é pelo menos possível que os excesso de pósitrons venham da aniquilação de partículas de matéria escura. ”
Mas houve uma falha no que poderia ter sido uma solução suave. O pensamento atual faz o sinal do pósitron cair quando atinge um nível específico - uma descoberta que não foi verificada e levou os pesquisadores a sentir que os resultados eram inconclusivos. Mas a pesquisa simplesmente não terminou aí. A equipe formada por Funk, Justin Vandenbroucke, pós-doutorado e bolsista Kavli e estudante de pós-graduação Warit Mitthumsiri, apresentou algumas soluções criativas. Enquanto o Telescópio Espacial Fermi de raios gama não consegue distinguir entre elétrons com carga negativa e pósitrons com carga positiva sem um ímã - o grupo apresentou suas necessidades a apenas algumas centenas de quilômetros de distância.
O próprio campo magnético da Terra ...
Está certo. Nosso próprio planeta é capaz de dobrar os caminhos dessas partículas altamente carregadas. Agora era hora da equipe de pesquisa iniciar um estudo sobre mapas geofísicos e descobrir exatamente como a Terra estava examinando as partículas anteriormente detectadas. Era uma nova maneira de filtrar descobertas, mas poderia funcionar?
“O mais divertido para mim nesta análise é sua natureza interdisciplinar. Absolutamente não poderíamos ter feito a medição sem este mapa detalhado do campo magnético da Terra, fornecido por uma equipe internacional de geofísicos. Então, para fazer essa medição, tivemos que entender o campo magnético da Terra, o que significava estudar o trabalho publicado por razões completamente diferentes por cientistas de outra disciplina. ” disse Vandenbroucke. “A grande vantagem aqui é o quão valioso é medir e entender o mundo ao nosso redor da maneira mais possível. Depois de ter esse conhecimento científico básico, é surpreendente como esse conhecimento pode ser útil. ”
Curiosamente, eles ainda apresentaram mais do que a quantidade esperada de pósitrons de antimatéria, conforme relatado anteriormente em Natureza. Mas, novamente, as descobertas não mostraram a queda teórica que seria de esperar se a matéria escura estivesse envolvida. Apesar desses resultados inconclusivos, ainda é uma maneira única de analisar estudos difíceis e aproveitar ao máximo o que está à mão.
“Acho fascinante tentar tirar o máximo proveito de um instrumento astrofísico e acho que fizemos isso com essa medida. Foi muito gratificante que nossa abordagem, por mais inovadora que parecesse, parecesse funcionar tão bem. Além disso, você realmente precisa ir aonde a ciência o levar. ” diz Funk. “Nossa motivação foi confirmar os resultados do PAMELA, porque eles são muito emocionantes e inesperados. E para entender o que o Universo está realmente tentando nos dizer aqui, acho importante que os resultados do PAMELA sejam confirmados por um instrumento e uma técnica completamente diferentes. ”
Fonte da história original: Comunicado de imprensa da Fundação Kavli. Para Leitura Adicional: Medição de espectros separados de elétrons de raios cósmicos e pósitrons com o Telescópio de Área Grande Fermi.
