Detecção misteriosa de antimatéria na ISS desencadeia novas teorias radicais: WebCuriosos

Relatos não oficiais de 10 núcleos de anti-hélio colidindo com a Estação Espacial Internacional inspiraram os físicos teóricos a especular além dos nossos modelos atuais em busca de uma explicação.

Embora um pequeno punhado de partículas cósmicas possa parecer trivial, a assinatura da chuva de antihélio é suficientemente estranha para que os investigadores tratem o evento como uma tempestade num deserto.

Na sua análise publicada recentemente, cientistas do Instituto Perimeter de Física Teórica no Canadá e da Universidade Johns Hopkins nos EUA defendem a consideração da física fora do Modelo Padrão actualmente aceite, chegando ao ponto de sugerir que a matéria escura poderia estar envolvida.

Desde 2011, o Espectrômetro Magnético Alfa (AMS-02) esteve a bordo da Estação Espacial Internacional, registrando silenciosamente mais de 200 bilhões de eventos de raios cósmicos.

Embora a maioria fossem partículas comuns lançadas através de vastas distâncias do espaço em alta velocidade, relatórios não publicados sugerem que dez delas eram tudo menos típicas, consistindo em pares de antiprótons presos a um ou dois antinêutrons.

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Cada partícula fundamental da matéria “comum”, como os elétrons, os neutrinos e os quarks, tem uma contraparte correspondente com as mesmas características, mas com uma carga oposta: uma antipartícula.

Teoricamente, antipartículas como pósitrons, antineutrinos e antiquarks deveriam ter emergido dos fornos do Big Bang mais ou menos nas mesmas quantidades que elétrons, neutrinos e quarks, anulando-se rapidamente em uma nuvem de raios gama.

O fato de o Universo consistir em muito mais do que um brilho crescente de radiação eletromagnética sugere que há algo que não entendemos muito bem sobre o equilíbrio entre matéria primordial e antimatéria.

Assim como é possível extrair uma fina névoa de antimatéria usando colisores de partículas aqui na Terra, a natureza continua a liberar antiprótons e antinêutrons em eventos cataclísmicos de alta energia. Uma proporção escapará até mesmo para sobreviver à aniquilação, colidindo ocasionalmente com detectores aqui na Terra.

As supostas detecções do AMS-02 envolveram antiprótons e antinêutrons na forma de núcleos de antihélio – uma união rara que exigiria que as antipartículas se movessem lentamente e fossem densamente compactadas para dar a partículas subatômicas uma chance de se relacionar.

Curiosamente, para cada núcleo de antihélio com dois antinêutrons, um isótopo chamado antihélio-4, havia dois com um único antinêutron: o antihélio-3. Baseando-se apenas na física estabelecida, o melhor que os pesquisadores conseguiram é uma medida isótopo proporção de 10.000 para um.

O que quer que tenha criado os dois sabores do isótopo de antimatéria e os enviado em nossa direção não era tão discriminatório no tamanho do antihélio quanto os processos conhecidos, sugerindo que as condições iniciais exigiam que os blocos de construção subatômicos se movessem incrivelmente lentamente antes de serem ejetados.

Uma possibilidade pode envolver o decaimento de uma partícula atualmente desconhecida, que pode até ser qualificada como matéria escura. Mesmo que tal partícula existisse, permanece a questão de como veio a voar através do cosmos a uma fração da velocidade da luz.

Trabalhando de trás para frente, os pesquisadores teorizam que uma concentração de plasma incrivelmente quente e em rápida expansão, feita de partículas conhecidas, poderia fornecer tanto o impulso quanto a proporção certa de núcleos de anti-hélio.

Embora tais “bolas de fogo” nunca tenham sido observadas, podem ocorrer em colisões entre massas de matéria escura que contenham quantidades suficientes de antiquarks.

Um segundo cenário possível envolve o que é conhecido como 'anãs escuras'. Essas bolas hipotéticas de fótons escuros, elétrons escuros e nêutrons escuros também poderiam se chocar para criar condições que poderiam emitir antihélio nas proporções medidas.

Nenhum dos modelos foi totalmente desenvolvido, consistindo em dinâmicas complexas que deixam muita discussão sobre os detalhes potenciais. E isso é apenas a física que conhecemos – a própria matéria escura ainda não foi confirmada como um fenómeno material, e muito menos compreendida.

No entanto, enterradas na matemática mesmo de modelos altamente especulativos como este, poderão existir as sementes da descoberta que poderão transformar outras medições inesperadas em bolas de fogo da criação geradas pela colisão da escuridão.

Com mais seis anos de operação, o AMS-02 ainda poderá coletar dados que forneçam outra perspectiva sobre as origens desta bizarra chuva de antihélio.

Ou pode confirmar que algo inesperado nos confins do espaço está a construir átomos de antimatéria, provocando-nos nas sombras.

Esta pesquisa foi publicada em Revisão Física D.