Desde a década de 1960, os astrônomos teorizam que toda a matéria visível no Universo (também conhecida como bariônica ou "matéria luminosa) constitui apenas uma pequena fração do que realmente está lá. Para que a teoria da gravidade predominante e testada pelo tempo funcione (conforme definido pela Relatividade Geral), os cientistas tiveram que postular que aproximadamente 85% da massa no Universo consiste em "Matéria Negra".
Apesar de muitas décadas de estudo, os cientistas ainda não encontraram nenhuma evidência direta da matéria escura e da partícula constituinte e suas origens permanecem um mistério. No entanto, uma equipe de físicos da Universidade de York, no Reino Unido, propôs uma nova partícula candidata que foi descoberta recentemente. Conhecida como o hexaquark da estrela-d, essa partícula poderia ter formado a "Matéria Negra" no Universo durante o Big Bang.
A equipe responsável era formada pelo Dr. Mikhail Bashkanov e pelo professor Daniel Watts, do Departamento de Física da Universidade de York. Em um estudo publicado recentemente no Jornal de Física G: Física Nuclear e de Partículas, o par calculou as propriedades dos hexaquarques da estrela-d como um potencial novo candidato para o Dark Matter.
O hexaquark é um exemplo de um condensado de Bose-Einstein, um “quinto estado da matéria” especial que normalmente se forma quando baixas densidades de partículas do bóson são resfriadas para se aproximar do zero absoluto. Eles são compostos de seis quarks, que geralmente se combinam em três para formar prótons e nêutrons, para criar uma partícula de bóson. Isso significa que a presença de várias estrelas-d pode levar a combinações que produzirão outras coisas além de prótons e nêutrons.
Durante anos, a existência de hexaquarques em estrela-d era meramente teórica até que experimentos realizados em 2011 (e anunciados em 2014) indicassem a possível detecção da partícula. A detecção ocorreu no nível de energia de 2380 MeV e durou apenas uma fração de segundo (10?23 segundos). O grupo de pesquisa em York sugere que estas são semelhantes às condições que teriam sido logo após o Big Bang.
Nesse momento, eles se aventuram, muitos hexaquarques de estrelas-d poderiam se agrupar enquanto o Universo esfriava e se expandia para formar o "quinto estado da matéria". Como o professor Watts disse em um recente comunicado de imprensa da Universidade de York:
“A origem da matéria escura no universo é uma das maiores questões da ciência e que, até agora, deixou um espaço em branco. Nossos primeiros cálculos indicam que os condensados das estrelas-d são um novo candidato viável para a matéria escura e essa nova possibilidade parece digna de uma investigação mais detalhada. O resultado é particularmente empolgante, pois não requer conceitos novos para a física. "
Essencialmente, seus resultados indicaram que, nos primeiros momentos após o Big Bang, à medida que o cosmos esfriava lentamente, hexaquarques estáveis d * (2830) poderiam ter se formado ao lado da matéria bariônica. Além disso, seus resultados indicam que a taxa de produção dessa partícula teria sido suficiente para responder pelos 85% da massa do Universo que se acredita ser matéria escura.
Os pesquisadores agora planejam colaborar com cientistas da Alemanha e dos EUA para testar sua teoria e procurar hexaquarques de estrelas-d no cosmos. Eles já têm em mente algumas assinaturas astronômicas possíveis, apresentadas em seu estudo recente. Além disso, eles esperam criar essas partículas subatômicas em um ambiente de laboratório para ver se elas se comportam como previsto. Tudo isso será objeto de seus próximos estudos.
"O próximo passo para estabelecer esse novo candidato à matéria escura será obter uma melhor compreensão de como as estrelas-d interagem - quando elas se atraem e quando se repelem", disse o Dr. Bashkanov. "Estamos liderando novas medições para criar estrelas-d dentro de um núcleo atômico e ver se suas propriedades são diferentes de quando estão no espaço livre."
