Aluna: Luíza Néli Baleeiro Brack

Apresentação: 10/10/07

Site : http://physicsworld.com/cws/article/news/24740

Nenhum WIMPS -- somente SUPERWIMPS

Abril 25, 2006

Será difícil para o Large Hadron Collider ( LHC) no CERN, que no ano seguinte , detecte "WIMPS" -- as partículas principais a serem a candidata a matéria escura -- diz físicos nos E. U.. Entretanto, o collider, que será o acelerador mais poderoso da partícula do mundo, terá o poder detectar uma classe nova das partículas chamadas "SuperWIMPS" -- o produto do decaímento de WIMPS. A detecção de partículas da matéria escura representaria uma descoberta enorme na física da partícula e na cosmologia (Phys. Rev. Lett. 96 151802).

A matéria escura foi proposta originalmente por astrônomos para explicar porque as galáxias giram muito mais rapidamente do que pode ser explicada pela quantidade de matéria visível que contêm. Este forma misteriosa de matéria não emite nem absorve a radiação eletromagnética -- daí a "dark" conhecida -- e pode somente ser detectado por sua influência gravitacional na matéria bariônica. Embora estipula-se que a matéria escura seja 25% da matéria no universo, ninguém sabe o que é. Muitos cosmologos acreditam que as galáxias contêm também partículas exóticas criadas no Big Bang. Estes incluem WIMPS (partículas maciças ,fraca de interação) e outras partículas não incluídas no modelo padrão da física da partícula.

Enquanto seu nome sugere, WIMPS interagem com outras partículas através da força fraca (uma das quatro forças fundamentais na natureza). Ainda, apesar das buscas numerosas por físicos da partícula em torno do mundo, nenhum WIMPS foi detectado . Muitos teóricos supõem que WIMPS são os mais energéticos de todas as partículas e são conseqüentemente os mais estáveis. Entretanto, em 2003, Jonathan Feng da universidade de Califórnia em Irvine e os colegas encontraram que WIMPS não são frequentemente estáveis em tudo porque podem decaír em umas partículas mais energética, que chamassem SuperWIMPS.

Como WIMPS, SuperWIMPS não se emite nenhuma luz e sua massa exerce uma força gravitacional. Entretanto, não têm o tipo de interações da força fraca, que WIMPS têm e podem somente interagir através da gravidade. Desde que a força gravitacional não seja tão forte quanto a força fraca, estas interações são chamadas "superweak". Isto significa que SuperWIMPS raramente colidirá com outras partículas e é incapaz de decair em outras partículas. São assim alternativas viáveis para a matéria escura dizem Feng. "SuperWIMPS é similar aos neutrinos, mas interage mais fracamente," explica Feng. "talvez melhor candidato seja ' o gravitino ', que é o par supersimétrico gráviton, a partícula que carrega a força da gravidade."

Feng e os colegas de trabalho têm calculado agora que tal SuperWIMPS poderia ser criado e detectado no Large Hadron Collider (LHC). Este colissor do proton-proton-proton de 14 TeV em Genebra foi construído para procurar pela partícula de Higgs (ou por partículas), que são pensadas para explicar as origens da massa. Também procurará por partículas "supersimétricas" e explorará porque o universo é feito inteiramente da matéria, mesmo que se pense que o Bing Bang criou quantidades iguais de matéria e de antimateria. Os investigadores derivaram uns limites mais baixos na taxa da produção da matéria escura em LHC e em outros colisor calculando sua força da interação com matéria ordinária. Na teoria, WIMPS ou SuperWIMPS poderiam ser detectados no LHC porque requer partículas novas com massas perto de 100 GeV, que são a escala a ser sondada pelo collider. Entretanto, a equipe dos E. U. diz que o sinal de todo o WIMPS produzido com esta taxa de um limite mais baixo seria indistinguível do fundo. No contraste, o sinal de SuperWIMPS seria "espetacular" e facilmente detectável.

"se a matéria escura é produzida no LHC, nós poderemos estudar em detalhe suas propriedades pela primeira vez," diz Feng. Embora o LHC não seja projetado para procurar a matéria escura, diz que está se tornou "mais e mais prometedora busca... e um do LHC que potencializa possibilidades".