Os pesquisadores exploram a hipótese do “fóton escuro”, desafiam a hipótese do Modelo Padrão e obtêm uma nova compreensão da matéria escura. A matéria escura representa 84% da matéria do Universo, e uma equipa global de cientistas analisou em profundidade as suas propriedades complexas. A sua investigação centra-se nos "fótons escuros", partículas teóricas que têm o potencial de preencher a lacuna entre a matéria escura indescritível e a matéria regular.
Uma equipa internacional de investigadores, liderada por especialistas da Universidade de Adelaide, descobriu mais pistas à medida que exploram a natureza da matéria escura. “A matéria escura representa 84% da matéria do Universo, mas sabemos muito pouco sobre ela”, disse o professor Anthony Thomas, professor sênior de física na Universidade de Adelaide. "A existência da matéria escura foi demonstrada de forma conclusiva a partir das suas interações gravitacionais, mas apesar dos melhores esforços dos físicos de todo o mundo, as suas propriedades precisas permanecem indefinidas. A chave para a compreensão deste mistério pode residir nos fotões escuros, que são teoricamente partículas massivas que podem ser a porta de entrada entre a zona escura das partículas e a matéria regular."
Nós e o nosso mundo físico somos feitos de matéria comum, mas há muito menos matéria comum do que matéria escura: há cinco vezes mais matéria escura do que matéria comum. Encontrar mais informações sobre a matéria escura é um dos maiores desafios enfrentados pelos físicos em todo o mundo.
Os fótons escuros são partículas hipotéticas do setor oculto que se acredita serem portadoras de força semelhantes aos fótons eletromagnéticos, mas possivelmente relacionadas à matéria escura. Cientistas, incluindo o professor Thomas, membro do Centro de Excelência para Física de Partículas de Matéria Escura do Australian Research Council (ARC), e os colegas Professor Martin White, Dr. Xuangong Wang e Nicholas Hunter-Smith estão testando as teorias existentes da matéria escura para obter mais pistas sobre esta substância indescritível, mas importante.
O professor Thomas disse:"Em nosso último estudo, investigamos o impacto potencial que os fótons escuros poderiam ter em todo um conjunto de resultados experimentais de processos de espalhamento inelástico profundo. A análise dos subprodutos de colisões de partículas aceleradas a energias extremamente altas fornece aos cientistas fortes evidências da estrutura do mundo subatômico e suas leis naturais. Na física de partículas, o espalhamento inelástico profundo é usado para explorar elétrons, múons e nêutrons. Trinos é o nome do processo dentro dos hádrons (especialmente bárions, como prótons e nêutrons). Usamos a estrutura de análise global da função de distribuição de partons do Jefferson Laboratory Angular Momentum (JAM) de última geração para modificar a teoria subjacente para explicar a possibilidade de fótons escuros. Nosso trabalho mostra que a hipótese do fóton escuro supera a hipótese do Modelo Padrão por uma significância de 6,5 sigma, o que constitui evidência para a descoberta da partícula.
A equipe de pesquisa, que incluía cientistas da Universidade de Adelaide e colegas do Laboratório Jefferson, na Virgínia, EUA, publicou suas descobertas no Journal of High Energy Physics.