Uma equipe de pesquisadores propõe uma origem surpreendente para a matéria escura. O modelo deles se baseia nas propriedades surpreendentes dos supercondutores para explicar esse enigma cósmico.
De acordo com essa teoria, a matéria escura começou sua existência como partículas que se moviam na velocidade da luz. Essas partículas, semelhantes aos fótons, teriam sofrido uma transformação radical ao ganhar massa massiva. Essa mudança seria devido a interações ligadas ao seu spin, um conceito emprestado da física quântica.
O modelo desenvolvido pelos cientistas oferece uma perspectiva testável. Ela prevê uma assinatura específica na radiação cósmica de fundo em micro-ondas, sendo essa luz fóssil datada dos primeiros momentos do Universo. Essa pegada pode ser detectada por instrumentos atuais ou futuros, como os do Observatório Simons, no Chile.
Os pesquisadores comparam esse processo ao observado em supercondutores. Nesses materiais, pares de elétrons, chamados pares de Cooper, se formam em baixas temperaturas. Da mesma forma, partículas de matéria escura podem ter se emparelhado e mudado de estado à medida que esfriavam.
Essa abordagem simplifica muito a compreensão da matéria escura. Ao contrário de outras teorias, ela não requer a introdução de muitas suposições adicionais. Baseia-se em mecanismos físicos já conhecidos, o que reforça sua credibilidade.
O estudo abre caminhos interessantes para a cosmologia. Se validado, poderia explicar não apenas a natureza da matéria escura, mas também sua abundância no Universo. Observações futuras da radiação cósmica de fundo em micro-ondas serão cruciais para testar essa hipótese.
Os pesquisadores enfatizam a elegância matemática de seu modelo. Isso descreve coerentemente a transição entre um estado de alta energia e um estado frio e massivo. Essa transição pode ser a chave para entender a estrutura em larga escala do Universo.
Como partículas sem massa podem se tornar matéria escura?
O processo proposto é baseado em um mecanismo de quebra de simetria. No Universo primitivo, partículas que se moviam à velocidade da luz interagiam fortemente umas com as outras. Essas interações, ligadas ao seu giro, levaram a uma perda repentina de energia.
Essa perda de energia é semelhante a uma transição de fase, como a mudança de água para gelo. As partículas, inicialmente sem massa, depois adquirem massa. Esse fenômeno é semelhante ao mecanismo de Higgs, mas com características específicas da matéria escura.
A teoria sugere que esse processo ocorreu bem no início da história do Universo. As condições extremas que prevaleciam na época permitiram essa transformação única. Hoje, acredita-se que essas partículas enormes e frias constituem a matéria escura que estamos tentando detectar.
Qual é a conexão entre matéria escura e supercondutores?
Os supercondutores oferecem um paralelo para entender a matéria escura. Nesses materiais, os elétrons formam pares de Cooper em baixas temperaturas. Esses pares se movem sem resistência, criando um estado de supercondutividade.
Da mesma forma, partículas de matéria escura podem ter se emparelhado no Universo primitivo. A interação deles, mediada pelo spin, teria levado a um estado semelhante à supercondutividade. Esse estado explicaria sua transição para uma forma massiva e fria.
Essa analogia permite o uso de ferramentas matemáticas comprovadas em física do estado sólido. Ele também oferece meios para detectar matéria escura, procurando por assinaturas semelhantes às de supercondutores na radiação cósmica de fundo.
Techno-Science
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