Matéria elusiva

Cientistas tentam achar partículas misteriosas há duas décadas

Uma das revelações mais importantes da ciência moderna é que somos feitos da mesma matéria que as estrelas. Todos os átomos de carbono, ferro, oxigênio etc. que compõem tudo o que existe têm a mesma origem, forjados durante os estágios finais da vida de estrelas.

São elas os grandes alquimistas cósmicos, capazes de transformar hidrogênio (o elemento químico mais simples e abundante no cosmo) em todos os outros elementos químicos. Nossa união com o Universo ocorre já ao nível mais fundamental: somos uma química animada por pensamentos.

Mas existe outra revelação importante e ainda bem misteriosa da ciência moderna. Os átomos feitos nas estrelas são uma pequena parcela, 5% aproximadamente, da matéria que preenche o Universo. Os outros 95% vêm em duas outras formas: 25% de matéria escura e 70% de energia escura. Da energia escura sabemos pouco: não é composta por partículas, como é caso dos átomos, compostos de prótons, nêutrons e elétrons, e mesmo da matéria escura.

É uma espécie de fluido, espalhado igualmente por todo o espaço. Mas ninguém sabe que fluido é esse; apenas que passou a dominar a evolução do cosmo há alguns bilhões de anos, causando uma inesperada aceleração em sua expansão: a energia escura atua como uma forma de antigravidade, aumentando cada vez mais as distâncias entre as galáxias.

A energia escura é uma descoberta recente. Seus efeitos foram observados pela primeira vez em 1998, causando um verdadeiro furor na comunidade científica. Mas a matéria escura é bem mais antiga. Sua existência foi conjecturada durante a década de 1930 pelo astrônomo Fritz Zwicky, que trabalhava no Instituto de Tecnologia da Califórnia, o Caltech. Zwicky estudava as propriedades de grupos de galáxias agregados por sua gravidade mútua. Medindo as velocidades das galáxias, Zwicky notou que eram bem maiores do que se fossem causadas pela matéria visível nelas.

Concluiu que existia matéria invisível -a matéria escura- que, como já diz o nome, não emite luz. Sua presença é sentida através de sua massa, de seus efeitos gravitacionais.

Medidas precisas da expansão cósmica e das propriedades das galáxias mostram que a matéria escura também é formada por partículas. Só que essas partículas são muito diferentes das partículas dos átomos, constituindo um novo tipo de matéria.

É esse caráter exótico da matéria escura que a torna fascinante e, claro, muito difícil de ser detectada. Durante as duas últimas décadas, vários grupos têm tentado achá-la.

Os experimentos mais promissores procuram medir os efeitos de uma colisão entre uma partícula de matéria escura e núcleos de matéria comum. Por exemplo, cristais de germânio e silício ou de iodeto de sódio.

Quando uma colisão ocorre, vibrações são sentidas no material, como quando pedras de vários tamanhos são jogadas numa piscina. Essas vibrações podem ser detectadas e a energia da colisão medida. Com isso, é possível obter a massa da partícula de matéria escura.

Recentemente, um grupo na Itália afirmou ter encontrado sinais promissores. Imediatamente, a comunidade científica se mobilizou, examinando o experimento e criticando os seus resultados. Esse ceticismo é fundamental em ciência: descobertas importantes precisam ser confirmadas por grupos diferentes. A controvérsia ainda não foi resolvida. Mas não há dúvida de que a descoberta da matéria escura terá um impacto enorme na nossa compreensão do Universo e de seus constituintes mais básicos.